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탄성계수와 길이가 동일한 용수철이 2개 있다. 다음 물음에 답하시오. (12점)

(1) 이 용수철들에 동일한 힘을 가하여 평형상태에 도달할 때, 용수철을 직렬로 연결한 경우는 병렬로 연결한 경우에 비해 그 늘어난 길이가 몇 배 되겠는가? (4점)

(2) 이 용수철들에 동일한 힘을 가하여 평형상태에 도달할 때, 용수철을 직렬로 연결한 경우는 병렬로 연결한 경우에 비해 전체 용수철에 저장되는 탄성 위치에너지가 몇 배 되겠는가? (4점)

(3) 한 개의 용수철에 물체를 매달았을 때 중력에 의해 늘어난 길이가 L 이었다고 하자. 그러나 다음과 같은 상황에서는 그 늘어난 길이가 이 되도록 할 수 있다. □ 안에 들어갈 적절한 값은 무엇인가? (4점)

①

• 용수철이 g 의 가속도로 낙하하는 엘리베이터 속에 있다. ()

②

• 용수철이 지구중심으로부터의 거리가 지구반지름의 배인 위치에 있다.

▶ 평가목표 - 1. 탄성계수가 동일한 두 개의 용수철이 주어졌을 때 직렬연결과 병렬연결하여 늘어난 길이 및 탄성에너지를 비교할 수 있다.

2. 탄성계수가 일정한 용수철의 늘어나는 길이를 변화시킬 수 있는 다양한 조건을 만들 수 있다.

▶ 문항분석 - (1)번 문제는 탄성계수가 동일한 용수철을 직렬연결할 때와 병렬연결할 때 늘어나는 길이의 비를 구하는 문제로 비교적 쉬운 문제였다. (난이도 0.81, 변별도 0.17)

(2)번 문제는 탄성계수가 동일한 용수철을 직렬연결할 때와 병렬연결할 때 저장되는 탄성에너지의 비를 구하는 문제로 비교적 쉬운 문제였다. (난이도 0.71, 변별도 0.16)