#39 해설
2026년 LEET 추리논증
문제 번호 선택
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다음으로부터 추론한 것으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로
고른 것은?
속이 빈 원통형 구조체를 생각해 보자. (단, 원통의 두께는 무시한다.)
그 구조체가 원통 윗면의 중심과 밑면의 중심을 관통하는 직선을
축으로 일정하게 회전하면, 그 옆면의 안쪽 벽에 인공중력이
만들어진다.
다른 외력이 없을 때 이 안쪽 벽에 붙어 원통과 함께
회전하는 물체는 원운동을 하게 되며, 이때 작용하는 원심력을
중력으로 생각할 수 있다.
원통의 안쪽 벽이 물체를 지지하는 힘은
구심력 역할을 하며, 안쪽 벽의 표면은 지표면과 같은 역할을 한다.
이렇게 인공적으로 만들어진 중력가속도의 크기 는 이 되는데,
이때 은 원통의 반지름이고, 는 원통의 회전 각속력, 즉 단위
시간당 회전하는 각도이다.
이 중력가속도의 크기는 로도
표현할 수 있으며, 이때 는 물체가 원의 접선 방향으로 움직이는
선속력이다.
예를 들어, 지름 20,000 m인 원통형 구조체에서
지구와 같은 크기의 중력, 즉 중력가속도 10 m/s²을 구현한다고
해 보자. 10 = 10,000 × 으로부터 는 약 0.03 rad/s임을 알 수
있다.
이는 구조체가 1초에 약 2°를 회전해야 한다는 것이다.
<보 기>
ㄱ. 각속력이 동일하다면 원통의 반지름이 커질수록 선속력은
이와 정비례해서 커진다.
ㄴ. 지름 10,000 m인 원통형 구조체에서 지구와 같은 크기의
중력을 구현하려면 각속력은 0.03 rad/s보다 커야 한다.
ㄷ. 일정하게 회전하는 위 구조체 옆면의 안쪽 벽 표면에서 출발한
사람이 고정된 사다리를 타고 원통의 회전축을 향해 움직인다면,
이 사람에게 작용하는 인공중력은 점차 감소한다.
① ㄱ ② ㄴ ③ ㄱ, ㄷ
④ ㄴ, ㄷ ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ
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