11-15 할리데이 11판 솔루션 일반물리학

(풀이자주:풀이에 도형의 회전관성이 필요합니다. 관련한 내용은 별도의 링크로 분리했습니다. 해당 도형의 회전관성을 구하는 법에 관한 이해는 현재과정에서의 필수는 아니니 결론만 보고 건너뛰어도 무방합니다.)

https://solutionpia.tistory.com/792

가는 원형 고리의 회전 관성

 

$$\put \begin{cases} \RE : \text{Rotational Kinetic Energy}\\ \KE : \text{Translational Kinetic Energy}\\ \end{cases}$$ $$\begin{cases} m&=121\ut{kg}\\ v&=0.0850\ut{m/s}\\ \end{cases}$$ $$\omega=\frac{v}{r},$$ $$I_{\text{Hoop}}=MR^2,$$ $$\begin{aligned} W&=E_i\\ &=\RE+\KE\\ &=\frac{1}{2}I\omega^2+\frac{1}{2}mv^2\\ &=\frac{1}{2}(mr^2)\(\frac{v}{r}\)^2+\frac{1}{2}mv^2\\ &=mv^2\\ &=\frac{34969}{40000}\ut{J}\\ &=0.874225\ut{J}\\ &\approx 0.874\ut{J}\\ &\approx 874\ut{mJ}\\ \end{aligned}$$