해설 보기
정답허상이 렌즈 앞 25 cm 에 생기므로 물체(50 cm)와의 거리는 25 cm 입니다.
핵심 개념
얇은 발산 렌즈의 결상 공식
얇은 렌즈의 결상은 렌즈 방정식 1/s_o + 1/s_i = 1/f 로 구합니다. 발산(오목) 렌즈는 초점 거리가 음수이므로 f = -50 cm 입니다. 물체가 렌즈 앞 50 cm(s_o = +50)에 있을 때 상의 위치 s_i 를 구하면 되고, 발산 렌즈는 항상 물체와 같은 쪽에 축소된 정립 허상을 만든다는 점을 기억하면 계산 없이도 보기 범위를 좁힐 수 있습니다. 문제는 렌즈로부터의 상 위치가 아니라 '상과 물체 사이의 거리'를 묻고 있다는 점에 주의해야 합니다.
선지별 해설
①상거리를 10 cm 로 잘못 계산한 값입니다. 렌즈 방정식을 정확히 적용하면 상은 렌즈 앞 25 cm 에 생기므로 10 cm 는 맞지 않습니다.
②1/s_i = 1/f - 1/s_o = 1/(-50) - 1/50 = -1/25 이므로 s_i = -25 cm, 즉 물체와 같은 쪽 25 cm 지점의 허상입니다. 물체는 50 cm 지점이므로 둘 사이 거리는 50 - 25 = 25 cm 입니다.
③상거리를 75 cm 로 본 값인데, 발산 렌즈는 물체보다 렌즈에 가까운 축소 허상을 만들므로 상이 물체보다 멀리(75 cm) 생길 수 없습니다.
④상거리가 무한대가 되려면 물체가 초점에 놓여야 하는데, 발산 렌즈에서는 이런 조건이 성립하지 않습니다. 무한대는 오답입니다.
해설 보기
정답B는 A+B(7 kg)를 가속시키므로 그 반작용으로 C를 미는 힘은 7 N 입니다.
핵심 개념
접촉한 물체들의 상호작용 힘 (뉴턴 제2·제3법칙)
여러 물체가 붙어서 함께 가속될 때, 특정 접촉면에서 주고받는 힘은 그 힘이 '밀어서 움직여야 하는 부분'의 질량과 가속도로 구합니다. 힘 F 는 오른쪽 C 에 가해져 A, B, C 를 왼쪽으로 함께 1 m/s² 로 가속시키고 있습니다. B 가 C 를 미는 힘은, 그 힘이 실제로 가속시키는 대상인 A + B 덩어리에 주목하면 됩니다. 뉴턴 제3법칙에 따라 'B 가 C 를 미는 힘'과 'C 가 B 를 미는 힘'은 크기가 같습니다.