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작성일 : 26-10-16 10:02
22장 퀴즈 21번 문제 질문입니다.
 글쓴이 : Joinstone
조회 : 85  
(a)에서 연직 상방으로 향한 운동 가속도를 구할 때, 일을 이용해서 풀 수 있나요? h만큼 낙하했으니 증가한 운동에너지는 mgh로, 이후 전기장에 의해 정지하니 전기장이 한 일을 F*2h로 놓아서 g를 구해도 되나요?
(b)에서 '이 경우'가 뭔가요? 어떻게 구해야 하는지 모르겠어요.

만렙물리학 26-10-16 10:26
답변  
(a) 네. 역학적에너지로 풀어도 됩니다. m은 결과적으로 3h 낙하했으므로 방향이 바뀌기까지 F의 힘이 2h만큼의 일을 해서 정지상태(방향이 바뀌는 순간)이 되었다고 풀 수 있습니다. -mg(3h)+F(2h)=0 이므로 이때 작용한 전기력은 F= m(3/2 g)입니다. 위로 가속될 때의 알짜힘은 F-mg = ma가 되므로 m(3/2 g) - mg = ma가 되어 a=1/2 g의 크기로 위로 가속되는 것이죠.
얼마전에 누리호 발사도 있었습니다만, 로켓이 공중에 얌전히 떠있기만 하더라도 일단 중력반대방향으로 Mg의 추력은 가지고 있어야 하겠죠. 위로 가속되려면 Mg + α 의 추진력이 필요합니다.
이 경우도 전기력이 위쪽 방향으로 3/2 mg 이므로 알짜가속도는 1/2 g인 것이죠.

(b) F의 힘으로 위쪽으로 가속되어 1/2 g의 가속도를 확보하고 있는 상황입니다.
즉 알짜힘이 m(1/2)g인 것이죠. 전기력이 qE 인데 일단 mg는 이기고 위로 1/2 mg를 작용하고 있으므로 전기력의 크기는 위쪽으로 qE = 3/2 mg입니다. 이 식을 정리해서 q/m을 구하는 문제입니다.

그럼 열공하세요~