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9. 그림 (가)와 같이 수평면에서 물체 A 는 4v 의 속력으로 운동하다가 마찰 구간을 지나 등속도 운동하고, 물체 B 는 v 의 속력으로 A 를 향해 운동한다. 그림 (나)와 같이 A 와 B 가 충돌한 후, A 는 충돌 전과 반대 방향으로 v 의 속력으로 운동하다가 마찰 구간에서 정지하고, B 는 충돌 전과 반대 방향으로 v 의 속력으로 운동한다. 마찰 구간에서 A 는 운동 방향과 반대 방향으로 같은 크기의 일정한 힘을 받고, 마찰 구간에서 A 가 운동하는 데 걸린 시간은 (가)에서가 (나)에서의 2배이다. A, B 의 질량을 각각 m_A , m_B 라 할 때, m_A/m_B 는? [풀이]이번 문제에서 사용된 독특한 표현이 있다. "마찰 구간에서 운동 방향과 반대 방향으로 같은 크기의 일정한 힘을 받..

(가) 그림과 같이 동일한 반지름의 사분원형 매질 A, B를 수평면에 놓고, 단색광을 A 또는 B에 입사시킨다. (나) 단색광이 A 또는 B에 입사되는 지점의 높이를 변화시키며, 단색광이 굴절 또는 전반사하는지를 확인하였다.아래 실험 결과를 바탕으로 에서 옳은 것을 전부 골라라.[풀이]우선 문제 풀이에 앞서, 기하 광학 문제를 풀 때 활용할 수 있는 광선 역행의 원리를 소개하고 싶다. [광선 역행의 원리] 광선역행의 원리라는 것이 있다. 내용은 간단하다. 주어진 광학계에서 빛이 하나의 경로를 지나갔다면, 그 경로에 대해 반대의 방향으로도 똑같은 경로로 빛이 진행한다. 즉 아래 문제에서 주어진 그림처럼 단색광이 파란색 경로를 통해 좌-->우 방향으로 진행했다면, 오른쪽 그림처럼 빨간 색 경로를 통해..

그림과 같이 높이가 h1인 평면에서 질량이 각각 3m, 2m인 물체 A, B 로 용수철 P를 원래 길이에서 d 만큼 압축시킨 후 가만히 놓는다. A는 마찰 구간 I 을 지나 수평면에서 용수철 Q를 원래 길이에서 최대 d 만큼 압축시킨다. B는 P와 분리된 직후의 속력이 v0 이고 마찰 구간 II 를 지나 높이가 h2 인 평면에서 v0 의 속력으로 운동한다. I, II 를 한 번 지날 때 각각 손실되는 A, B의 역학적 에너지는 P와 분리된 직후 A의 운동 에너지와 같고, P와 Q의 용수철 상수는 같다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 에서 있는 대로 고른 것은? (단, 물체는 동일 연직면상에서 운동하고, 용수철의 질량과 물체의 크기, 공기 저항, 마찰 구간 외의 모든 마찰은 무시한다.)..

그림과 같이 수평면에 놓인 질량이 M 인 수레 위에 추 A 와 B 중 하나를 올려놓고 다른 하나는 수레에 연결된 실에 매단다. 표는 출발선에 가만히 놓은 수레가 등가속도 직선 운동하여 기준선을 지날 때까지 걸린 시간 t 와 A의 역학적 에너지 변화량의 크기를 나타낸 것이다. A, B의 질량은 각각 mA, mB 이다. M/mB 값은? (단, 실의 질량, 모든 마찰과 공기 저항은 무시한다.)[풀이]도르래와 연결된 여러개의 질량들의 등가속도 운동 관련 문제가 나오면 F = ma를 떠올려야 한다.물제를 풀기에 앞서 간단한 사고 실험을 해 볼 것이다. 다만 물체와 실의 연결관계 등을 고려해 F 를 구성하는 게 뭐고 m 을 구성하는 게 뭔지를 센스 있게 정해야 한다. 연습 삼아 다음 그림을 보자.위 그림에 F =..

그림은 진동수가 0.75Hz이고 +x 방향으로 진행하는 파동의 변위를 위치 x에 따라 나타낸 것이다. 실선과 점선은 각각 시간 t=0, t=t0 일 때 파동의 모습이다. t=0에서 파동의 변위는 t=0 이후 t=t0일 때 처음으로 2m가 된다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 에서 있는 대로 고른 것은?① ㄱ ② ㄷ ③ ㄱ,ㄴ ④ ㄴ,ㄷ ⑤ ㄱ,ㄴ,ㄷ [풀이]이 문제는 파동의 움직임을 상상할 수 있으면 생각보다 쉽게 해결할 수 있다. 그런데 파동의 움직임을 상상하는 것은 생각보다 어렵다. 연습이 필요한데, 연습에는 욕실의 오리 인형을 생각하면 도움이 된다.욕조에 오리인형이 떠 있고 물결이 친다. 이 오리 인형은 마법의 오리 인형이라 물결에 따라 위아래로 움직이지만, 옆으로는 절대 미끌어지지 않는다..

그림과 같이 단색광 X가 매질 A에서 매질 B에 입사각 θ 로 입사한 후 매질 C와 A의 경계면에서 전반사한다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 에서 있는 대로 고른 것은? ㄱ. X의 속력은 A에서가 B에서보다 크다. ㄴ. 굴절률은 B가 C보다 크다. ㄷ. C와 A 사이의 임계각은 θ 보다 크다. ① ㄱ ② ㄴ ③ ㄱ,ㄷ ④ ㄴ,ㄷ ⑤ ㄱ,ㄴ,ㄷ [풀이]일단은 큰 그림을 보자. 중앙에 2 개의 삼각형이 등을 맞대고 있는데 마침 이 친구들이 정사각형을 반 자른 형태이다. 삼각형의 내각이 각각 90도, 45도, 45도이다. 전체적인 구조를 숙지했으니 이제 문제를 해결해 볼 차례다.먼저 (ㄱ).A/B 경계에서 빛이 굽은 모양으로 보아 (ㄱ)은 참이다. 마치 빛이 A에서 B로 진..

그림과 같이 물체 A를 높이 4h인 지점에서 가만히 놓았더니 A가 마찰 구간 Ⅰ을 지나 높이 h인 평면에 정지해 있던 물체 B와 충돌한다. 충돌 후 A는 다시 Ⅰ을 지나 점 p에서, B는 마찰 구 간 Ⅱ를 지나 점 q에서 속력이 0이 된다. 수평면으로부터 높이는 q가 p의 2배이다. 충돌 직후 A, B의 운동 에너지는 각각 E, 3E이고, 충돌에 의해 손실되는 역학적 에너지는 없다. A가 Ⅰ을 한 번 지날 때 손실되는 역학적 에너지와 B가 Ⅱ를 지날 때 손실 되는 역학적 에너지는 E0 으로 같다. 질량은 B가 A의 3배이다. E/E0는? (단, 물체는 동일 연직면상에서 운동하고, 물체의 크기, 공기 저항, 마찰 구간 외의 모든 마찰은 무시한다.) ① 1/3 ② 11/21 ③ 4/7 ④ 7/9..

그림 (가)와 같이 질량이 m, 2m, M 인 물체 A, B, C 를 실로 연결하고 B 를 점 p에 가만히 놓았더니 A, B, C 는 등가속도 운동을 한다. 그림 (나)와 같이 (가)에서 B 가 점 q 를 지나는 순간 B 와 C 를 연결한 실이 끊어진 후, A 와 B 는 등가속도 운동을 하여 점 r 에서 B 의 속력은 0 이 된다. p, q, r 는 수평면상의 점이고, p와 q, q 와 r 사이의 거리는 각각 2L, 3L 이다. M은? (단, 물체의 크기, 실의 질량, 모든 마찰과 공기 저항은 무시한다.)① 2m ② 3m ③ 4m ④ 5m ⑤ 6m [풀이]하나 이상의 질량이 끈으로 묶여 운동하는데 중간에 실이 끊어지는 문제다. 이런 문제는 F = ma 공식으로 대부분 풀 수 있다. 다만..

[문제]그림과 같이 직선 도로에서 자동차 A가 기준선 P를 v0의 속력으로 지나는 순간, 기준선 Q에 정지해 있던 자동차 B가 출발한다. A, B는 직선 도로와 나란하게 각각 등가속도 운동을 하여 기준선 R를 동시에 지나고, A가 Q, R를 지날 때의 속력은 각각 vQ, vR이다. A와 B의 가속도는 크기가 같고 방향은 서로 반대이다. P와 Q, Q와 R 사이의 거리는 각각 2L, L이다.[풀이]문제를 참 어렵게도 써놨다. 짜증나는 건 변수가 많다는 것. 그런데 이걸 뒤집어 생각해 보면, 주어진 조건을 만족할 수 있는 답의 조합이 무한히 많다는 것이고. 그 모든 답의 조합에 대해 vQ/vR은 항상 어떤 상수일 것이라는 사실을 암시한다. 아니 시사한다. 만약 그 가정이 참이 아니라면 문제는 틀린 문제겠지...

다음은 p-n 접합 다이오드의 특성을 알아보는 실험이다. 실험 과정 및 결과는 다음과 같다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 에서 있는 대로 고른 것은? (가) 그림과 같이 전압이 V0으로 같은 직류 전원 2개, p-n 접합 다이오드, 저항, 스위치 S, 전압계, 전류계로 회로를 구성한다. X는 p형 반도체와 n형 반도체 중 하나이다. (나) S를 a 또는 b에 연결하고, 전압계와 전류계로 다이오드 양단에 걸리는 전압 V와 저항에 흐르는 전류의 세기 I를 각각 측정한다. ㄱ. X는 p형 반도체이다. ㄴ. S를 a에 연결하면 다이오드에는 순방향 전압이 걸린다. ㄷ. S를 b에 연결하면 X에서 양공은 p-n 접합면에서 멀어진다. ① ㄱ ② ㄴ ③ ㄱ, ㄷ ④ ㄴ, ..