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Date 2010/03/28 23:18:54
Name 바닥인생
Subject <문제포함 수정> 간단한 물리관련 질문입니다
안녕하세요 피지알러님들
물리 과제 중인데 이해가 안되는 개념하나 부탁드립니다

전 문과생이라서 간단한 개념도 모르는 상태인거 알려드립니다

문제: 질량이 2010kg인 엘리베이터가 아랫방향으로 가속도 1.5 m/s^2로 내려가고 있다.
         이때 엘리베이터에 작용하는 줄의 장력은 얼마인가?
솔루션을 보면은

T-mg=ma(스몰y)
인데 왜 장력에서 mg를 빼면은 질량과 y에 대한 가속도를 곱한 값이 되는건지를
모르겠습니다

간단한 개념이지만 부탁드립니다

수정-문제 수정했습니다 교재에 나온 그대로 적었고요
       답글대로 문제는 방향설정같네요

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방화동김군
10/03/28 23:23
수정 아이콘
mg - T = ma 가 아니라 T - mg = ma 맞나요?
10/03/28 23:38
수정 아이콘
그저 줄에 매달린 상태로 내려오고 있다면 방화동김군님 말씀대로 mg-ma가 T가 되어야 할 것 같은데요,, 이상하군요. 줄이 어디 매달려 있고 어떻게 내려가는 상황인지 구체적으로 주어지지 않았나요??
설마 줄에 의해 하늘로 날아가고 있는 상황은 아니겠지요????
내려올팀은 내
10/03/28 23:41
수정 아이콘
혹시 자유물체도(free body diagram)에 대해서 배우셨나요?
솔루션과 같은 식을 세우기 위해서는 개개의 물체에 작용하는 힘을 각각 그려서 판단하는 것이 쉽습니다.
Hypocrite.12414.
10/03/28 23:41
수정 아이콘
줄에 의해 물체가 당겨 올라가고 있는 상황이라면 저 식이 맞는데요.. 아래로 떨어지고 있는 상황이라면 솔루션이 잘못된 것 같네요 ^^;
10/03/28 23:42
수정 아이콘
mg - T 냐 T - mg 냐는 아무 의미가 없죠;;
고등학교 물리가 아니면 a를 항상 +로 놓진 않거든요.
부엉이
10/03/28 23:54
수정 아이콘
대체어디가 간단한 물리문제인가요 ㅠㅠ...최소한 대학과정인데...
10/03/29 00:08
수정 아이콘
T-2010*9.8=2010*1.5

가속도는 벡터 값이므로 +/- 값이 존재합니다. 하지만 절대적인건 아니고 풀이자가 임이로 정한뒤 나중엔 답을 가지고 해석만 올바로 하면 부호는 영향이 별로 없다고 볼수 있죠. 만약에 아래쪽(밑으로 향하는 벡터)을 + 라고 생각했을때, g 중력 가속도는 +9.8m/s^2 라고 표기 하시면 됩니다. 이 경우에 물체는 내려가는 상태이므로 a = +1.5m/s^2 라고 표시 할수 있죠. 이 경우엔 mg 값이 T 값 보다 크기때문에 물체가 아래로 내려가는 것입니다. 제 기억으로는 고등학교 물리에서도 충분히 나오는 문제 였던거 같은데요.
더 궁금하시면 댓글달아주세요-
잃어버린사원
10/03/29 02:38
수정 아이콘
음.......저도 헷갈리는데요.... KanRyu님 다른 분들이 방향을 이상하게 생각하시는 이유는 줄이 천장에 매달려 있고 물체가 아래로 내려가는 상태라면 T - mg = ma 라는 식이 절대 나올 수 없기 때문입니다. 중력방향과 가속도 방향이 같아야 되는데 부호가 다르지 않습니까.. 이건 어디를 +로 두느냐의 문제가 아닙니다.
제가 보기엔 아마 엘리베이터 같은거 안에 줄을 매달아 놓고 엘리베이터가 움직이는 것 같은데요...그러면 저런 식이 가능하죠...

가속도 a로 올라가는 엘리베이터천장에 줄이 매달려 있고, 거기에 2010짜리 물체가 매달려 있습니다. 그리고 관찰자가 엘리베이터 <밖>에서 그 상황을 바라보는 상황이라고 합시다.
이 때, 줄의 장력을 윗쪽 방향으로 생각하면 중력가속도는 아랫방향으로 작용하고, 엘리베이터가 위로 움직인다면 밖에서 보기엔 물체가 엘리베이터를 따라서 위로 가속을 받을 것입니다. 그러면 윗쪽방향의 부호를 +로 두면 T - mg = ma 가 되는 거죠...
즉, 3가지 힘이 평형상태를 이루고 있는 겁니다. 평형으로 이루고 있지 못하다면 줄이 끊어지든지 하겠죠... 아님, 줄어들던가,,,

제가 가정한 상황은 저런 식을 만들기 위한 하나의 가정입니다. 질문자분게서 아랫쪽으로 움직인다고 하셨기 때문에 저 상황이 아닐 수도 있겠네요......

질문자분께선 물리문제를 물으실 때, 문제 처음부터 끝까지 단어 하나도 빠뜨리지 말고 질문하셔야합니다. 물리나 수학 자체가 단어 한 마디에 조건이 엄청나게 달라지기 때문이죠...그리고 가능한한 그림도 첨부해 주시면 답을 얻기 훨씬 수월하실 겁니다.
잃어버린사원
10/03/29 02:45
수정 아이콘
a자체를 음수로 둔다고요? 실제로 어디서 그렇게 푸는지 잘 모르겠는데요...그럼 -a로 쓰는게 편할텐데 왜 그렇게 두는지.........머 그런경우도 있다니 믿을 수 밖에 없네요.
열씨미
10/03/29 02:56
수정 아이콘
T-mg 냐 mg-T 냐는 아무 의미가 없는 문제죠..a(스몰y) 의 양의 방향을 중력방향으로 잡느냐 중력과 반대방향으로 잡느냐의 문제니까. 솔루션에 나와있는 경우는 중력반대방향으로 잡았나보네요. 특이한 풀이도 아니구요. 보통 많은 풀이에서 풀이의 일관성을 주기위해서 (이거땜에 헷갈린다가 아니라 오히려 학생들이 헷갈리지 않게 하기 위함이죠) 문제의 상황과 관련없이 x는 오른쪽, y는 위쪽을 무조건 양의 부호로 가정하고 풀 곤하죠. a(스몰y)의 양의 방향을 위쪽으로 가정하였고, 실제로는 아래로 향하고있으니 실제 문제를 풀 때, 가속도 1.5값은 당연히 -1.5로 대입해야 하겠죠.

난 그냥 a=+1.5로 대입하고싶다 라면 mg-T = ma 로 식을 세우면 될테구요. 기준좌표계 설정이야 푸는 사람 마음이죠.
잃어버린사원
10/03/29 03:06
수정 아이콘
네~ 기준좌표계를 맘대로 둬도 된다는 것도 알고 그렇게 해도 하자가 없는건 알죠~~^^ 제가 아랫쪽이라고 단정지은 이유는 문제에 가속도 1.5로 '내려가고 있다'라고 하고 식에서 그대로 a로 썼기 때문에 a의 방향을 윗쪽 방향으로 잡았을 리 없다고 생각했기 때문입니다. 문제랑 말이 안맞잖아요 그러면, 다른 분들도 그래서 헷갈린 것이 아닌가 생각했습니다.
바닥인생
10/03/29 04:15
수정 아이콘
댓글을 어떻게 달아야 할지 몰라서 여기에 일단 남기고 내일 답변 새로 달겠습니다
문제는 가속도의 방향 설정인데
제가 문제를 다 안적어서 그래서 그런것 같습니다 (죄송합니다)
일단 문제 수정했고요
가속도의 부호를 -로 하면 솔루션이 맞을듯 합니다
늦은 시간에 답변 달아주셔서 정말 감사합니다
10/03/29 07:35
수정 아이콘
구하신 장력T가 총 무게(9.8*2010)보다 덜나가야 정답인거 참고하세요.

중력은 물체를 9.8m/s^2로 떨어지게 하는데 이 엘레베이터는 그 중력가속도보다 느리게 가속하고 있습니다. 그만큼 장력이 제역활을 해준다고 보는게 맞는데요. 여전히 아래방향으로 가속하고 있는 건 사실이므로 장력은 무게보다 덜 나가야 합니다.

그러면 위 식에서 a 값은 음수이며 장력을 계산하실땐 a=-1.5로 마이너스 부호를 넣으셔야 옳은 답이 나올겁니다.
사실 자유물체도로 그려서 위면 + 아래면 -등 절대적으로 보시는게 좋으실듯싶네요.

중력가속도도 아래방향인데 이때는 미리 (-)부호를 넣어주면서 가속도는 안 넣어 학생들 헷갈리게 하는 솔루션 센스.........-_-
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