영재고2단계 예상문제_물리3rd 정해

융합형 물리 문제에 대한 정답과 해설입니다. 

1.

2.

1) 진자의 왕복횟수를 10회 측정하여 잰다. 횟수는 늘려도 상관없다. 진자가 1회 왕복한 후의 시간을 측정하는 경우 사람의 반응시간과 1회 왕복하여 걸린 시간의 합만큼 측정된다.

1회 왕복한 실제 시간을 T라고 하고 반응 시간을 R이라고 한다면 측정 시간은 T+R로 측정된다. 즉 R만큼 오차가 생기는 것이다.

한편 10회 왕복한 후 측정하게 되면 (10T+R)/10이 되어 오차의 값은 1/10로 감소하게 된다.

따라서 10회 측정하여 오차를 줄일 수 있다.

 

2) 실의 길이가 주기에 영향을 준다. 진자의 운동을 일으키는 요인은 추의 무게가 진자의 운동 방향으로 받는 힘이다. 이는 추에 대한 중력에 sin값을 곱한 것으로 이때 각은 실이 평형을 이룰 때와 벌어진 정도를 각의 값으로 쓴다.

그런데 이 힘은 주기 운동을 하게 만들 수 있으므로 이 힘이 곧 주기운동을 발생시키는 알짜힘이 된다. 그런데 진자가 움직이는 변위는 움직이는 각과 실의 길이의 곱이므로 실의 길이가 길어지게 되면 그만큼 시간이 많이 소요된다.

반면에 중력에 의한 힘이 증가하면 왕복하는 데 걸리는 시간이 감소하게 된다.

결국 실의 길이와 중력가속도가 주기에 영향을 준다.

3.

d가 도출된 경우 a와 c를 넣은 경우 이므로 a는 c와 연결되어 있다. c가 d와 연결되어 있으리라는 것을 유추할 수 있다. f는 g가 나오도록 유도하므로 f와 g는 연결되어 있다. 그 외 나머지는 연결관계를 유추할 수 없다.

다만 a가 b와 연결되어 있다는 것은 알 수 있다. 즉 a는 b,c와 연결되어 있고 c는 d와 연결되어 있다.

a를 넣어서 g가 나와야 하는데 a를 넣었을 때 나오는 정보는 b,d이므로 b와 d중에 하나가 f의 투입정보인 g와 연결되어 있으면 가능하다.

따라서 b가 f나 g와 연결되어 있거나 d가 f와 연결되어 있으면 해당 상황의 도출이 가능하다.