일반물리 문제 풀이 노트 필기 002 : 2as = v^2 활용, 렌즈 공식, 에너지 장벽 문제 등

1번

등가속도 운동에서 다른 공식보다도 웬만하면 2as = v^2 - v_0^2 공식을 자주 활용할 수 있도록 합니다.

또한 t = △v / a를 활용하면 시간에 대한 2차 방정식을 풀지 않고 연립을 쉽게 할 수 있습니다.

 

4번

방향이 좌표축과 평행하지 않은 가속도를 구할 때는 속도 구하듯이 가속도도 성분별로 쪼개서 피타고라스의 정리를 이용하여 계산해줍니다.

이 문제에서는 qE = ma 공식을 이용하고, 여기서 a는 구심 가속도를 대입해야 합니다.

 

6번

전하가 속력을 가지고 이동할 때는 운동에너지를 이용하는 것이므로 전기적 위치 에너지 변화량을 이용해서 문제를 풀어주어야 합니다.

또한 전기장에서 F, E, V, U 등을 계산할 때는 쿨롱 상수를 제외하고 나머지 기호들의 비율로만 계산해도 무방합니다.

 

8번

물체 크기와 상이 같은 지점은 렌즈로부터 거리가 2f만큼 떨어진 지점임을 활용할 줄 알아야 합니다.

상의 크기가 2:1이면 거리를 2x, x로 두고 풀이하면 편합니다.

렌즈/거울 공식에서 1/f 항은 빛을 모으는 도구일 경우 +, 빛을 퍼뜨리는 도구일 경우 -의 부호를 가집니다.

 

11번

단일/이중 슬릿에서 파장이 짧은 빛을 사용하면 무늬 간격이 감소하고, 그만큼 무늬가 압축된다고 볼 수 있으므로 전체적인 간섭 무늬의 밝기는 증가합니다.

 

12번

축전기에서 E 방향을 통해 양극판/음극판을 구별할 수 있으며, B 방향을 통해 전류가 흐르는 방향을 알 수 있습니다.

이 두 가지를 이용해 축전기가 충전 중인지, 방전 중인지를 알 수 있습니다.

 

13번

입자의 에너지는 퍼텐셜 에너지 장벽을 통과하더라도 일정하고, 이에 따라 파장 또한 일정합니다.

우리가 아는 그래프는 파동 함수의 진폭이 감소하는 것인데, 이것은 물질파의 에너지와는 관련이 없으며 파동 함수는 오직 입자의 확률과만 관련이 있습니다.

(즉, 파동 함수의 진폭이 감소해도 입자의 에너지와 파장은 일정합니다.)

 

14번

축전기 에너지를 계산할 때는 그냥 축전기를 지우고, 축전기 양단이 연결되어 있는 두 지점의 전압 차이만 계산해서 식에 대입해주면 됩니다.

이는 두 축전기의 전하량 비율을 구할 때도 마찬가지로 적용이 가능합니다.

 

16번

자기장이 변화하는 구간을 지나는 고리 도선이 있을 때, 자기장 변화 구간은 중간에 분리가 되어있든 붙어있든 상관없이 변화하는 지점을 지나고 있느냐가 중요합니다. (위의 두 그림 참고)

자기장이 아래로 B만큼 작용하는 구간에서 위로 2B만큼 작용하는 구간으로 지나가고 있을 때, 원형 고리 전류는 6I가 흐르며, 작용하는 힘은 왼쪽으로 18BIl입니다.

(유도 기전력과 유도 전류에서의 △B와, F=IlB에서의 B의 차이에 유의합니다. 유도 기전력/전류에서는 변화량, 힘에서는 그냥 자기장 값)

 

17번

코일의 합성 L 값은 합성 저항 계산하는 방식과 같으며, 축전기의 합성 C 값은 직렬/병렬이 저항과 반대입니다.

유도 인덕턴스와 용량 인덕턴스를 R 값으로 계산할 때는 유도 인덕턴스는 2L이면 2R이 되지만, 용량 인덕턴스는 2C이면 R/2가 됩니다. (계산 방식의 차이에 유의)

X_L과 X_C는 배수가 반대로 변화하기 때문에 한 쪽의 변화량을 알면 다른 한 쪽의 변화량도 계산할 수 있습니다.

 

18번

열기관의 순환 과정에서는 단열 과정을 먼저 이용해서 온도비나 부피비 등을 빠르게 계산해주는 것이 우선입니다.

열기관의 반시계 순환 = 냉동 기관으로, 방출 Q > 흡수 Q입니다. (시계 순환에서는 방출 Q < 흡수 Q)

 

19번

빛 굴절 문제에서는 스넬 법칙을 빠르게 사용해주면 되며, 각도를 모를 때는 도형의 성질을 이용해서 찾아줘야하는 경우가 많습니다.

빛의 속도는 빨간색 빛이 파란색 빛보다 빠르며, 따라서 파란색 빛이 더 많이 굴절하므로 위의 그림에서는 구간 II를 통과하는 시간이 더 깁니다.

 

20번

실로 연결된 두 물체 A, B가 있을 때 A의 역학적 에너지 감소량은 B의 역학적 에너지 증가량과 같습니다.

1번 문제에서도 그랬듯이 등가속도 운동에서는 v^2 = 2as 공식을 자주 활용할 수 있도록 합니다.

F = ma 공식을 활용하여 계에서 작용하는 총 F(방향 고려) = 총 ma 임을 이용하여, 계의 a를 구했을 때 이를 활용할 수 있습니다.