[물리Ⅱ]

1	④	2	③	3	③	4	④	5	②
6	④	7	①	8	⑤	9	⑤	10	③
11	②	12	⑤	13	①	14	②	15	⑤
16	②	17	④	18	①	19	③	20	②

1. [출제의도] 속력-시간 그래프에서 운동 분석하기

[해설] ㄱ. 속력-시간 그래프 아래 면적이 여우가 크므로 이동거리는 여우가 크다. ㄴ. 여우의 운동 방향이 바뀌므로 등속도 운동이 아니다. ㄷ. 포도는 자유 낙하하므로 등가속도 운동이다.

2. [출제의도] 가속도 구하기

[해설] 2초일 때 승용차의 속도는 북쪽으로 4m/s이므로 승용차의 가속도=[eqn: { (4-1)rmm/s} over {1초 }RM]=3[eqn: rmm/s ^{2}]이다.

3. [출제의도] 힘을 받고 있는 물체의 변위 구하기

[해설] 2초 동안 물체의 [eqn: x]방향 변위는 8m이고, 가속도는 [eqn: y]방향, 3[eqn: rmm/s^2]이므로 [eqn: y]방향 변위는 6m이다. 물체의 변위는 10m이다.

4. [출제의도] 물체의 수직항력 구하기

[해설] 수직항력 [eqn: N] 을 중력방향과 [eqn: F]방향으로 분해하면 [eqn: N``{rmcos 45°}]=[eqn: mg], [eqn: N``{rmsin 45°}]=[eqn: F]이므로 수직항력 [eqn: N``= sqrt { 2}mg]이다.

5. [출제의도] 운동시간과 수평도달거리 관계 이해하기

[해설] A, B가 같은 속도이고, A의 수평거리가 B의 2배이므로 A의 운동시간이 2배이다. [eqn: H= 1over2 gt^2]에서 [eqn: t PROPTO sqrt{H}]이므로 [eqn: H_{rmA}=4H_{rmB}]. 그러므로 [eqn: h]는 10m이다.

6. [출제의도] 최고점에서의 물체의 속력 비 구하기

[해설] A와 B의 수평 도달 거리가 같으므로 [eqn: v _{rm A} ×4t]=[eqn: v _{rm B} ×3t]이다.

7. [출제의도] 비스듬히 던져진 두 공의 운동 분석하기

[해설] ㄱ. A, B에 중력만 작용하므로 가속도는 중력가속도이다. ㄴ. 최고점 높이는 A가 B보다 크므로 운동시간이 A가 크다. 이동거리가 같으므로 평균속력은 A가 작다. ㄷ. 수평이동거리가 큰 B가 최고점에서의 속력이 크다.

8. [출제의도] 운동량 보존과 반발계수 적용하기

[해설] 운동량 보존: [eqn: 5v+2v]= [eqn: 1×v_{rmA}+`2×v_{rmB}]--①

반발계수: [eqn: 1over2 ={v_{rmB} -v_{rmA}}over{5v-v}] --②와 같다.

①과 ②식을 연립하면, [eqn: v_{rmA} =v`,``v_{rmB} =3v]이다. 에너지보존을 적용하면 [eqn: 1over2 mV^2 =mgh], [eqn: h propto V^2]이다. 그러므로 [eqn: h_{rmA}:h_{rmB}=1`:`9]이다.

9. [출제의도] 두 물체의 상대속도 그래프 분석하기

[해설] 충돌 직전 A는 +[eqn: x]방향의 [eqn: v]로, B는 [eqn: x]축과 45°를 이루며 [eqn: sqrt {2} v]로 운동하고, 충돌 직후 A는 [eqn: x]축과 비스듬히 [eqn: {sqrt {10}} over {2} v]로, B는 [eqn: x]축과 45°를 이루며 [eqn: {sqrt {2}} over {2} v]로 운동한다. ㄱ. A는 +[eqn: x]방향으로 운동하다 충돌 후 [eqn: x]축과 비스듬하게 운동한다. ㄴ. B의 운동량 크기는 충돌과정에서 [eqn: {1} over {2}]배 감소한다. ㄷ. 충돌 후 상대속도는 [eqn: x]방향 성분만 있으므로 [eqn: v]이다.

10. [출제의도] 포물선 운동하는 물체의 처음 속도 구하기

[해설] 1초 동안, B는 자유 낙하하므로 h=5m이고 A의 연직낙하거리는 10m이다. 10=[eqn: v`{rmsin30°}][eqn: t]+[eqn: { 1} over {2}10][eqn: t^{ 2}]이므로 [eqn: v]=10m/s이다.

11. [출제의도] 2차원 충돌 이해하기

[해설] 충돌 후 A의 속도는 [eqn: +y]방향 [eqn: v]이고, B의 속도는 [eqn: x]축에 대해 [eqn: 45°]방향,[eqn: sqrt { 2}v]이다. 충돌 후 A와 B의 운동에너지의 합이 충돌 전보다 작다.

12. [출제의도] 상대속도 구하기

[해설] 충돌 전 상대속도는[eqn: sqrt { 5}v]이고 충돌 후 상대속도는 [eqn: v]이다.

13. [출제의도] 원운동하는 물체의 속도-시간 그래프 분석하기

[해설] 주기는 B가 A의 2배이고, 각속도는 A가 B의 2배이다. A와 B의 속력은 같으므로 반지름은 B가 A의 2배이다. 1초 동안 B의 변위는 A의 변위의[eqn: sqrt { 2}]배이다.

14. [출제의도] 물체의 구심가속도 크기 구하기

[해설] A의 구심가속도 크기 a=[eqn: {4 pi ^{2}} over {T ^{2}} r]이고, B의 구심가속도 크기는 [eqn: {4pi ^{2}} over {4T ^{2}} 2r]이므로 [eqn: {1} over {2} a]이다.

15. [출제의도] 두 물체의 운동 분석하기

[해설] ㄱ. A에 대한 B의 운동방향은 상대속도 방향이므로 계속 변한다. ㄴ. A와 B의 속력을 [eqn: v], 원운동 반지름을 [eqn: r], 각속력을 [eqn: omega]라 할 때, [eqn: v]=[eqn: {2r} over {t}]=[eqn: omega r]이다. ㄷ. A에 대한 B의 가속도 방향은 변하지만 가속도 크기는 [eqn: omega ^{2} r]로 일정하다.

16. [출제의도] 성분별 등속 원운동 이해하기

[해설] 주기([eqn: T])=4초, [eqn: omega= 2pi overT], 가속도=[eqn: r omega^2]이므로 가속도는 [eqn: 1( 2pi over4 ) ^2 = pi^2 over4 {rmm/s^2]이며, [eqn: y]성분의 가속도의 크기는 sin함수이므로 시간에 따라 변한다.

17. [출제의도] 단진동 실험 이해하기

[해설] (다)에서 용수철의 늘어난 최대길이가 (나) 보다 크므로 위치에너지의 최대값은 (다)에서 크고, (나)와 (다)에서 물체의 질량과 용수철상수는 같으므로 단진동 주기는 같으며, (나)와 (라)는 질량만 다르므로 질량에 따른 진동주기를 비교할 수 있다.

18. [출제의도] 단진동 운동 분석하기

[해설] ㄱ. 평형위치에서 A, B, C에 작용하는 힘은 없으므로 가속도는 0이다. ㄴ, ㄷ. B의 진폭이 A의 2배이므로 최대 마찰력과 최대 운동에너지는 B가 크다.

19. [출제의도] 운동에너지 구하기

[해설] p에서 A의 속력이 위성의 2배이므로 A의 운동에너지는 위성의 4배가 된다. 위성의 운동에너지[eqn: ( GMm over2r )=2E]이므로 A의 운동에너지는 [eqn: 8E]이다.

20. [출제의도] 만유인력에 의한 위치에너지 이용하기

[해설] ㄱ. 위성의 운동에너지 [eqn: GMm over2r]=[eqn: 2E]이므로 만유인력 [eqn: G {Mm} over {r ^{2}} = {4E} over {r}]이다. ㄴ. [eqn: r]일 때, 위치에너지는 A와 위성이 같으므로 위치에너지 -[eqn: GMm overr]=-[eqn: 4E], 위성의 역학적에너지 -[eqn: GMm over2r]=-[eqn: 2E]이다. ㄷ. 그래프에서 A의 만유인력에 의한 위치에너지는 2[eqn: r]일 때 -[eqn: 2E]이므로 4[eqn: r]일 때 -[eqn: E]이다.