1번
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정답4T
핵심 개념
등속 원운동과 구심력(장력)
실에 매달려 등속 원운동하는 물체에서는 실의 장력이 구심력 역할을 합니다. 구심력의 크기는 F = mv²/r 로, 질량 m과 속력 v의 제곱에 비례하고 반지름 r에 반비례합니다. 따라서 질량·속력·반지름이 각각 몇 배가 되는지 공식에 그대로 대입해 처음 장력 T와의 비율을 비교하면 됩니다. 속력이 제곱으로 들어간다는 점이 핵심입니다.
선지별 해설
①조건이 바뀌었는데 장력이 그대로라는 것은 오답입니다. 공식에 대입하면 값이 변합니다.
②각 물리량의 배수를 개별적으로 반영하지 못한 값입니다. 속력이 제곱으로 들어가는 점을 놓친 결과입니다.
③정답입니다. T'=(2m)(2v)²/(2R)=8mv²/(2R)=4·(mv²/R)=4T 로 계산됩니다.
④반지름이 2배가 되어 나눠주는 효과를 빠뜨린 값입니다. 8T가 되려면 반지름이 그대로여야 합니다.
2번
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정답A (cm=0.2×15=3.0으로 열용량 최대)
핵심 개념
비열·질량과 온도 변화 (Q=cmΔT)
가한 열량 Q는 비열 c, 질량 m, 온도 변화 ΔT의 곱으로 Q=cmΔT 관계를 가집니다. 같은 열량을 가할 때 ΔT=Q/(cm) 이므로, 비열과 질량의 곱(열용량 cm)이 클수록 온도 변화는 작아집니다. 따라서 각 물질의 c×m 값을 구해 가장 큰 물질을 찾으면 그 물질의 온도 변화가 가장 작습니다.
선지별 해설