사람 A, B가 같은 속도 v로 날아가는 질량이 같은 2개의 테니스공에… | [변리사 1차] 11년 1회차 기출문제 상세 페이지
1[변리사 1차] 11년 1회차
사람 A, B가 같은 속도 v로 날아가는 질량이 같은 2개의 테니스공에 각각 시간 △t, 2△t 동안 라켓으로 일정한 힘 FA, FB를 가하여 두 공 모두 –2v의 속도로 날아가게 하였다. 이에 대해 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은? (단, 공기의 마찰력과 중력에 의한 영향은 무시한다.)
- ㄱ. FA의 크기는 FB의 크기의 두 배이다.
- ㄴ. FA와 FB의 방향은 서로 다르다.
- ㄷ. 테니스공이 A의 라켓에 가한 힘의 크기는 FA의 크기와 같다.
1
ㄱ
2
ㄷ
3
ㄱ, ㄴ
4
ㄱ, ㄷ
5
ㄴ, ㄷ
해설
두 공의 운동량 변화(충격량)가 같으므로 힘의 크기는 작용 시간에 반비례하고, 공이 라켓에 준 힘은 반작용으로 크기가 같다.
운동량 변화는 두 공 모두 로 같다. 충격량–운동량 정리에서 , 이므로 이다.
두 힘 모두 처음 속도 v의 방향과 반대쪽으로 작용해 공을 되돌려 보내므로 두 힘의 방향은 서로 같다. 방향이 다르다는 설명은 옳지 않다.
라켓이 공을 미는 동안 공도 라켓을 같은 크기로 반대 방향으로 밀므로(작용·반작용), 공이 라켓에 가한 힘의 크기는 FA와 같다.
내용에 오류가 있거나 최신 법령·기준과 다른 부분이 보이면 알려주세요. 확인 후 반영하겠습니다.