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์ถฉ์ „๋Ÿ‰์€ CV=Q์ด๊ณ  ๊ฑธ๋ฆฐ ์ „์•• ์ „๋ถ€ V0๋กœ ๊ฐ™์œผ๋‹ˆ๊นŒ ์ €์žฅ๋œ ์ „ํ•˜๋Š” a+b=5 b+c=6 c+a=7์ด๋„ค ํ’€๋ฉด a=3, b=2, c=4

์ด๋Ÿฐ ๋ฐฉ์ •์‹์€ ์ „๋ถ€ ๋”ํ•˜๊ณ  2๋กœ ๋‚˜๋ˆ„๊ณ  ๋นผ๋ฉด ๋˜๋Š” ์ˆ˜ํ•™์ ์œผ๋กœ ์œ ๋ช…ํ•œ ๊ผด์ด์•ผ

ใ„ฑ ์ „๊ธฐ์šฉ๋Ÿ‰๋น„ ๋งž์ง€ ใ„ด๋„ ์ „๊ธฐ์šฉ๋Ÿ‰๋น„ ๋งž์ง€

์ „๊ธฐ์—๋„ˆ์ง€๋Š” CV์ œ๊ณฑ/2๋‹ˆ๊นŒ V0๊ฐ™๊ณ  ์—ญ์‹œ ์ „๊ธฐ์šฉ๋Ÿ‰๋น„ ๋งž์–ด

5๋ฒˆ


์ „์ง€๋ฐฐ์น˜๋ฅผ๋ณด๋ฉด ๊ทธ๋ƒฅ ๋ด๋„ ์ „์œ„๋Š” Y๊ฐ€ ์ œ์ผ ๋‚ฎ์–ด ๊ทธ๋Ÿผ ์ „์œ„์ˆœ์„œ๋Š” 123 ์•„๋‹ˆ๋ฉด 321์ด๋ผ ํ–ˆ์œผ๋‹ˆ๊นŒ

์ „์œ„๋Š” X>๋ฒ ์ด์Šค>Z ์ˆœ์„œ์•ผ

Y์— ํ๋ฅด๋Š” ์ „๋ฅ˜ ๋ฐฉํ–ฅ์€ ํžŒํŠธ๊ฐ€ ๋ชป ๋ผ ํ•˜์ง€๋งŒ ์ „์ง€๋ฐฐ์น˜๋ฅผ ๋ณด๋ฉด X์™€ ๋ฒ ์ด์Šค์—์„œ๋Š” ์ „๋ฅ˜๊ฐ€ ๋“ค์–ด๊ฐ€๋Š” ์ˆ˜๋ฐ–์— ์—†์–ด

์ „์ง€๋ฅผ ์ž˜๋ด ๋ฒ ์ด์Šค์— ์ „๋ฅ˜๊ฐ€ ์•„๋ž˜๋กœ ํ๋ฅด๋Š” ์ผ์€ ์žˆ์„ ์ˆ˜ ์—†์–ด

๊ทธ๋Ÿฌ๋ฉด ์œ ์ผํ•˜๊ฒŒ ์ „๋ฅ˜๋ฐฉํ–ฅ์ด ๋‹ค๋ฅธ Y๊ฐ€ ์ด๋ฏธํ„ฐ๊ฐ€ ๋˜๊ณ  ๋‚˜๊ฐ€๋‹ˆ๊นŒ npn์ด์•ผ ใ„ฑํ‹€๋ ค

์ด๋ฏธํ„ฐ์ „๋ฅ˜๊ฐ€ ์ œ์ผ ํฌ๋‹ˆ ใ„ด๋งž์–ด

์ „์œ„์ˆœ์„œ๋Š” X>Z์ด๋‹ˆ๊นŒ ์ „์••๊ฐ•ํ•˜๋Š” R1<R2๋กœ X์ชฝ์—์„œ ์ „์••์ด ๋œ ๊นŽ์—ฌ์•ผ ์ „์œ„๋Š” X>Z๊ฐ€ ๋ผ ใ„ท๋งž์–ด ๋‹ต 4๋ฒˆ


A์˜ ์šดe๋Š” mgl=mv์ œ๊ณฑ ์ด๊ณ  A์ฒจ์†์€ (v, 0)

์šด๋™์‹œ์ž‘ํ•˜๋ฉด A, B์˜ x์†์ด ์ผ์ •ํ•˜๊ณ  ๊ฐ™์–ด ๊ทธ๋Ÿฌ๋‹ˆ๊นŒ B์ฒจ์†์€ (v, vโˆš3)

๋‚˜์†์€ ์–ด๋–จ๊นŒ? ์ตœ๊ณ ์ ์ด๋‹ˆ ๋จผ์ € B๋‚˜์†์€ |(v, 0)|=v์ด์ง€

๊ทธ๋Ÿผ A๋‚˜์†์€ y์†๋ณ€ํ™”๋Ÿ‰์ด ๊ฐ™์œผ๋‹ˆ |(v, -vโˆš3)|=2v

E0=mv์ œ๊ณฑ/2+4mv์ œ๊ณฑ=(9/2)mgl



๋‚ด๊ฐ€ ๋Œ๋ฆผํž˜์— ๋Œ€ํ•ด์„œ ์„ค๋ช…์€ ์•ˆํ–ˆ์ง€๋งŒ์€ mg=L=1๋กœ ์ƒ๋žต

๋ง‰๋Œ€ ์™ผ์ชฝ์„ ์ถ•์œผ๋กœ ๊ตญ์ œํ‘œ์ค€๋Œ€ ์˜ค๋ฅธ๋‚˜์‚ฌ๊ทœ์น™์— ๋”ฐ๋ผ ์‹œ๊ณ„๋ฐ˜๋Œ€๋ฐฉํ–ฅ์ด (+)์ธ ๋Œ๋ฆผํž˜ ์‹์„ ์“ฐ๋ฉด

-2+2F-5+8F+(2-2F)x=0 ์ด๊ณ  3โ‰คxโ‰ค4์•ผ

x=(7-10F)/(2-2F)

F=0์ด๋ฉด x=3.5 ๊ฑฐ๊ธฐ์„œ F๊ฐ€ ์ปค์ง€๋ฉด ๋งˆ์ด๋„ˆ์Šค๋ฌดํ•œ์œผ๋กœ ๋ฐœ์‚ฐ

๋‹น์—ฐํžˆ x=3์ผ๋•Œ ์ตœ๋Œ€ F=1/4

์‹ค์ „์—์„œ๋Š” 10F-7+(2-2F)x=0์— ๋ฌด์ง€์„ฑ x=3, 4 ๋Œ€์ž…ํ–ˆ์„ ๋•Œ F=1/4, F=-1/2๋‚˜์˜ค๋Š”๊ฑฐ๋ณด๊ณ  ๋‹น์—ฐํžˆ ์–‘์ˆ˜์ชฝ ์ฐ์œผ๋ฉด ๋ผ

์›์šด๋™๋„ ๋‚ด๊ฐ€ ์นผ๋Ÿผ์œผ๋ก  ์•ˆ๋‹ค๋ค˜์ง€๋งŒ ํ’€์–ด๋ด„

r = (โˆš3/2)l, T=ํŒŒ์ดโˆš(l/g), v=2ํŒŒ์ดr/T=โˆš(3gl) ใ„ฑ๋งž์–ด

๊ตฌ์‹ฌ๋ ฅ ๊ณ„์‚ฐํ•˜๋ฉด (2โˆš3)mg ใ„ด๋งž์–ด

๋งˆ์ง€๋ง‰์œผ๋กœ ํž˜๊ณ„์‚ฐ

์žฅ๋ ฅ์ด ์ฃผ๋Š”ํž˜์€ |(xโˆš3, -x)|=2x ๊ทธ๋Ÿผ y์•Œ์งœํž˜ 0๋˜๊ธฐ์œ„ํ•ด ๋น—๋ฉด์ด ์ฃผ๋Š” yํž˜์€ x+mg๋‹ˆ๊นŒ (โˆš3(x+mg), x+mg)

๊ด€์‹ฌ๊ฐ€์ง€๋Š”๊ฑด ๊ตฌ์‹ฌ๋ ฅ์ด ๋˜๋Š” x์•Œ์งœํž˜ โˆš3(2x+mg)= (2โˆš3)mg

2x=mg๋‹ˆ๊นŒ ์žฅ๋ ฅ์€ mg๋งž๋„ค ใ„ท๋งž์–ด


๋‹นํ™ฉํ–ˆ์„ ์ˆ˜์žˆ์ง€๋งŒ ์—ญe๋ณด๋กœ ํ’€๋ฉด ๋จ ๋†’์ด์ถ•z์˜ ์†๋ ฅ์ด 0์ด ๋ ๋•Œ ์ตœ๊ณ ์ ์— ๋„๋‹ฌํ•˜์ง€


์ถ•์€ ์ด๋ ‡๊ฒŒ ๋ผ๊ณ 

๋ฌผ์ฒด๊ฐ€ ๊ฒฝ๊ณ„์„ ์—์„œ ๋น—๋ฉด์— ๊ฐ€๋ฉด ๊ฐ‘์ž๊ธฐ ์†๋ ฅ์ด ์–ด์ผ€ ๋ณ€ํ•˜๋ƒ๋ฉด y์„ฑ๋ถ„์€ ์•ˆ๋ฐ”๋€Œ๋Š”๋ฐ x์„ฑ๋ถ„์˜ ์ผ๋ถ€๊ฐ€ z์„ฑ๋ถ„์œผ๋กœ ๋ฐ”๋€œ ์†๋„ํฌ๊ธฐ๋Š” ์•ˆ๋ณ€ํ•˜๊ณ 

๊ทธ๋Ÿฌ๋‹ˆ๊นŒ ๊ฒฝ๊ณ„์„ ์—์„œ x์„ฑ๋ถ„ ์šด๋™์—๋„ˆ์ง€๊ฐ€ x+z์˜ ์šด๋™์—๋„ˆ์ง€๋กœ ์ „ํ™˜๋˜๊ณ  ์ตœ๊ณ ์ ์—์„œ๋Š” x+z์˜ ์šด๋™์—๋„ˆ์ง€๊ฐ€ 0์ด๋ฏ€๋กœ ์ „๋ถ€ ์ค‘e๋กœ ๋ฐ”๋€๊ฑฐ์ง€


L0์„ ๊ตฌํ•ด๋ณด์ž

์ฒ˜์Œ x์„ฑ๋ถ„ ์šด๋™ ์—๋„ˆ์ง€๋Š” mv์ œ๊ณฑ/2์ด๊ณ  ์—ฌ๊ธฐ์„œ fd๋งŒํผ ๊นŽ์ž„

๊ฒฝ๊ณ„์„ ์—์„œ x์„ฑ๋ถ„ ์šด๋™์—๋„ˆ์ง€๊ฐ€ mv์ œ๊ณฑ/2-fd์ž„

๊ทธ๋Ÿผ ์ตœ๊ณ ์  ์ค‘๋ ฅe๊ฐ€ mv์ œ๊ณฑ/2-fd์ œ๊ณฑ์ด๊ณ 

L0=h0*์‹œ์ปจํŠธ30๋„=2(mv์ œ๊ณฑ/2-fd)/mg=v์ œ๊ณฑ/g-2fd/mg


L์„ ๊ตฌํ•ด๋ณด์ž

์ฒ˜์Œ x์„ฑ๋ถ„ ์šด๋™ ์—๋„ˆ์ง€๋Š” mv์ œ๊ณฑ/8์ด๊ณ  ์—ฌ๊ธฐ์„œ x์„ฑ๋ถ„์œผ๋กœ d๋งŒํผ ์ด๋™ํ•˜๋Š”๋ฐ ํž˜์€ f/2๊ฐ€ ์ž‘์šฉํ•ด์„œ fd/2๊ฐ€ ๊นŽ์ž„

๊ฒฝ๊ณ„์„ ์—์„œ x์„ฑ๋ถ„ ์šด๋™์—๋„ˆ์ง€๊ฐ€ mv์ œ๊ณฑ/8-fd/2์ž„ ๊ทธ๋Ÿผ ์ตœ๊ณ ์  ์ค‘๋ ฅe๊ฐ€ mv์ œ๊ณฑ/8-fd/2์ด๊ณ 

L=h*์‹œ์ปจํŠธ30๋„=2(mv์ œ๊ณฑ/8-fd/2)/mg=v์ œ๊ณฑ/4g-fd/2mg

fd/mg๊ฐ€ ๊ฑฐ์Šฌ๋ฆฌ๋„ค ์ €๊ฑธ ์†Œ๊ฑฐํ•˜๋ ค๋ฉด L=L0/2 - v์ œ๊ณฑ/4g ํ•˜๋ฉด์€ fd/mg์— ์ƒ๊ด€์—†์ด ์„ฑ๋ฆฝํ•˜์ง€


์ฒ˜์Œ์— f=0์ด๋ผ ์ƒ๊ฐํ•˜๊ณ  ํ’€์—ˆ๋Š”๋ฐ ๋‹ต์ด ๋‚˜์˜ค๋”๋ผ๊ณ 

์™œ์ผ๊นŒ... ๊ทธ ์ด์œ ๋Š” f๊ฐ€ ๋ฌด์—‡์ธ์ง€ ์•ˆ์•Œ๋ ค์ฃผ๋Š”๋ฐ f์— ๋Œ€ํ•œ ์ œ์•ฝ์ด ์—†์–ด์„œ f=0 ์œผ๋กœ ํ•ด๋„ ๋˜๋Š”๊ฑฐ์•ผ..



๋ฌธ์ž์ƒ๋žตํ•˜์ž L=1, v=2 ๋œ๋‹ค๊ณ  ํ–ˆ์–ด ์ด์ œ ๋ฌธ์ž์ƒ๋žต ๋

A์ฒจ์† (1, โˆš3), B์ฒจ์† (โˆš3, -1)

A๋‚˜์† (a, -b) B๋‚˜์† (b, a) ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ  ์†๋ ฅ v๋‹ˆ๊นŒ a์ œ๊ณฑ+b์ œ๊ณฑ=4

์ด์ œ ๊ฐ๊ฐ ๋ณด์ž

0<x<L์—์„œ

A, B๋Š” ์‹œ๊ฐ„์ด 1, 1/โˆš3์ด ๊ฑธ๋ฆฌ๊ณ 

y๋ณ€์œ„๋Š” ๊ฐ๊ฐ +โˆš3, -โˆš3/3


L<x<2L์—์„œ

์‹œ๊ฐ„์ด ๊ฐ™๋ฐ t, t๋ผ๊ณ  ํ•ด x๋ณ€์œ„๋Š” (1+a)t/2=(โˆš3+b)t/2=1

1+a=โˆš3+b ์–ด? ์ด๊ฑธ a์ œ๊ณฑ+b์ œ๊ณฑ=4๊ณผ ์—ฐ๋ฆฝํ•˜๋ฉด ๊ท€๋ฅ˜๋ฒ• a=โˆš3, b=1 ๊ฐœ์ด๋“ (a,b๋Š”์–‘์ˆ˜)

t=2/(โˆš3+1) ๋‹ˆ๊นŒ

y๋ณ€์œ„๋Š” ๊ฐ๊ฐ (โˆš3-1)t/2=(-1+โˆš3)t/2=2-โˆš3


2L<x<3L์—์„œ

์ด์   A๋งŒ ๋ด

x๋ณ€์œ„๋ฅผ x์†์œผ๋กœ ๋‚˜๋ˆ ์„œ ๊ตฌํ•œ ์‹œ๊ฐ„์€ 1/โˆš3

y๋ณ€์œ„๋Š” ๊ฐ๊ฐ -โˆš3/3

์ฒ˜์Œ๋ถ€ํ„ฐ ๋๊นŒ์ง€ y๋ณ€์œ„๋Š” d=โˆš3+2-โˆš3-โˆš3/3

t=2/(โˆš3+1) ๋ฅผ ๋Œ€์ž…ํ•˜๋ฉด d=2โˆš3/3+2

5๋ฒˆ


๋ฌธ์ œ๊ฐ€ ๊ฑฐ์ง€๊ฐ™์–ด