문제 은행 · 미적분 · 대학 미적분 · 다중적분

다중적분의 응용(질량·질량중심)

밀도를 적분해 질량, 질량중심, 관성모멘트, 확률을 구한다

유형·난이도는 우리말 풀이가 붙은 문제는 선생님이 정했고, 나머지는 자동 분류라 다를 수 있어요. 난이도가 정해지지 않은 문제는 난이도로 거를 때 빠집니다.

89문제 · 3 / 5쪽

41.OpenStax 3권 · 5.6절 · 41번대학 수준우리말 번역

[계산기 사용] 입체 Q={(x,y,z)∣x2+y2≤9,0≤z≤1,x≥0,y≥0}Q=\{(x,y,z)|{x}^{2}+{y}^{2}\le 9,0\le z\le 1,x\ge 0,y\ge 0\} 의 밀도는 xyxy평면까지의 거리와 같습니다. CAS를 사용하여 다음 물음에 답하세요.

a. QQ 의 질량을 구하세요. b. xyxy평면, xzxz평면, yzyz평면에 대한 모멘트 Mxy,Mxz,그리고 Myz{M}_{xy},{M}_{xz},\text{그리고}\,{M}_{yz} 를 각각 구하세요. c. QQ 의 질량중심을 구하세요. d. QQ 의 그래프를 그리고 질량중심의 위치를 나타내세요.

영어 원문 보기

[T] The solid Q={(x,y,z)∣x2+y2≤9,0≤z≤1,x≥0,y≥0}Q=\{(x,y,z)|{x}^{2}+{y}^{2}\le 9,0\le z\le 1,x\ge 0,y\ge 0\} has density equal to the distance to the xy-plane.xy\text{-plane}. Use a CAS to answer the following questions.

a. Find the mass of Q.Q. b. Find the moments Mxy,Mxz,and Myz{M}_{xy},{M}_{xz},\text{and}\,{M}_{yz} about the xy-plane,xy\text{-plane,} xz-plane,xz\text{-plane,} and yz-plane,yz\text{-plane,} respectively. c. Find the center of mass of Q.Q. d. Graph QQ and locate its center of mass.

정답·풀이 보기

a. m=9π8;m=\frac{9\pi }{8}; b. Mxy=3π4,Mxz=92,Myz=92;{M}_{xy}=\frac{3\pi }{4},{M}_{xz}=\frac{9}{2},{M}_{yz}=\frac{9}{2}; c. x−=4π,y−=4π,z−=23;\overset{-}{x}=\frac{4}{\pi },\overset{-}{y}=\frac{4}{\pi },\overset{-}{z}=\frac{2}{3}; d. 입체 QQ 와 그 질량중심은 다음 그림과 같다.

제1사분면에 있는, 높이가 1이고 반지름이 3인 사분원기둥이다. 점 (9/(2 pi), 9/(2 pi), 2/3)이 표시되어 있다.

원본 교재 풀이(영어)

a. m=9π8;m=\frac{9\pi }{8}; b. Mxy=3π4,Mxz=92,Myz=92;{M}_{xy}=\frac{3\pi }{4},{M}_{xz}=\frac{9}{2},{M}_{yz}=\frac{9}{2}; c. x−=4π,y−=4π,z−=23;\overset{-}{x}=\frac{4}{\pi },\overset{-}{y}=\frac{4}{\pi },\overset{-}{z}=\frac{2}{3}; d. the solid QQ and its center of mass are shown in the following figure.

A quarter cylinder in the first quadrant with height 1 and radius 3. A point is marked at (9/(2 pi), 9/(2 pi), 2/3).

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 3권 · 5.6절 · 43번
# 다중적분의 응용(질량·질량중심)그래프·표 해석자동 분류
OpenStax Calculus Volume 3 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
42.OpenStax 3권 · 5.6절 · 42번대학 수준우리말 번역

밀도 함수 ρ(x,y,z)=x+y+1\rho (x,y,z)=x+y+1 을 갖는 입체 Q={(x,y,z)∣0≤x≤1,0≤y≤2,0≤z≤3}Q=\{(x,y,z)|0\le x\le 1,0\le y\le 2,0\le z\le 3\} 을 생각하세요.

a. QQ 의 질량을 구하세요. b. xy-평면,xy\text{-평면,} xz-평면,xz\text{-평면,} yz-평면yz\text{-평면}에 대한 모멘트 Mxy,Mxz,그리고 Myz{M}_{xy},{M}_{xz},\text{그리고}\,{M}_{yz} 를 각각 구하세요. c. QQ 의 질량중심을 구하세요.

영어 원문 보기

Consider the solid Q={(x,y,z)∣0≤x≤1,0≤y≤2,0≤z≤3}Q=\{(x,y,z)|0\le x\le 1,0\le y\le 2,0\le z\le 3\} with the density function ρ(x,y,z)=x+y+1.\rho (x,y,z)=x+y+1.

a. Find the mass of Q.Q. b. Find the moments Mxy,Mxz,and Myz{M}_{xy},{M}_{xz},\text{and}\,{M}_{yz} about the xy-plane,xy\text{-plane,} xz-plane,xz\text{-plane,} and yz-plane,yz\text{-plane,} respectively. c. Find the center of mass of Q.Q.

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 3권 · 5.6절 · 33번
OpenStax Calculus Volume 3 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
43.OpenStax 3권 · 5.6절 · 43번대학 수준우리말 번역

[계산기 사용] 입체 QQ 의 질량이 삼중적분 ∫−11 ∫0π4 ∫01r2dr dθ dz\int_{-1}^{1}\,\int_{0}^{\frac{\pi }{4}}\,\int_{0}^{1}{r}^{2}dr\,d\theta \,dz 로 주어진다. 컴퓨터 대수 시스템을 사용하여 다음 물음에 답하세요.

a. QQ 의 무게중심이 xy-평면xy\text{-평면} 위에 있음을 보이세요. b. QQ 의 그래프를 그리고 무게중심의 위치를 구하세요.

영어 원문 보기

[T] The solid QQ has the mass given by the triple integral ∫−11 ∫0π4 ∫01r2dr dθ dz.\int_{-1}^{1}\,\int_{0}^{\frac{\pi }{4}}\,\int_{0}^{1}{r}^{2}dr\,d\theta \,dz. Use a CAS to answer the following questions.

a. Show that the center of mass of QQ is located in the xy-plane.xy\text{-plane.} b. Graph QQ and locate its center of mass.

정답·풀이 보기

a. x−=322π,y−=3(2−2)2π,z−=0;\overset{-}{x}=\frac{3\sqrt{2}}{2\pi },\overset{-}{y}=\frac{3\left(2-\sqrt{2}\right)}{2\pi },\overset{-}{z}=0; b. 입체 QQ 와 그 무게중심은 다음 그림과 같다.

제1사분면에 있는 원기둥의 쐐기 모양 부분으로, 높이는 2, 반지름은 1, 각은 약 45도이다. 점 (3 곱하기 2의 제곱근/(2 파이), 3 곱하기 (2 빼기 2의 제곱근)/(2 파이), 0)이 표시되어 있다.

원본 교재 풀이(영어)

a. x−=322π,y−=3(2−2)2π,z−=0;\overset{-}{x}=\frac{3\sqrt{2}}{2\pi },\overset{-}{y}=\frac{3\left(2-\sqrt{2}\right)}{2\pi },\overset{-}{z}=0; b. the solid QQ and its center of mass are shown in the following figure.

A wedge from a cylinder in the first quadrant with height 2, radius 1, and angle roughly 45 degrees. A point is marked at (3 times the square root of 2/(2 pi), 3 times (2 minus the square root of 2)/(2 pi), 0).

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 3권 · 5.6절 · 35번
OpenStax Calculus Volume 3 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
44.OpenStax 3권 · 5.6절 · 44번대학 수준우리말 번역

입체 QQ 는 평면 x+4y+z=8,x=0,y=0,그리고 z=0x+4y+z=8,x=0,y=0,\text{그리고}\,z=0 으로 둘러싸여 있다. 각 점에서의 밀도는 그 점에서 xz-planexz\text{-plane} 까지의 거리와 같다. xz-planexz\text{-plane} 에 대한 이 입체의 관성 모멘트 Iy{I}_{y} 를 구하세요.

영어 원문 보기

The solid QQ is bounded by the planes x+4y+z=8,x=0,y=0,and z=0.x+4y+z=8,x=0,y=0,\text{and}\,z=0. Its density at any point is equal to the distance to the xz-plane.xz\text{-plane}. Find the moment of inertia Iy{I}_{y} of the solid about the xz-plane.xz\text{-plane}.

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 3권 · 5.6절 · 43번
OpenStax Calculus Volume 3 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
45.OpenStax 3권 · 5.6절 · 45번대학 수준우리말 번역

입체 QQ 는 평면 x+y+z=3,x+y+z=3, x=0,y=0x=0,y=0, 그리고 z=0z=0 으로 둘러싸여 있다. 밀도는 ρ(x,y,z)=x+ay\rho (x,y,z)=x+ay 이고, 여기서 a>0a>0 이다. aa 의 값에 관계없이 이 입체의 질량중심이 평면 z=35z=\frac{3}{5} 위에 있음을 보이세요.

영어 원문 보기

The solid QQ is bounded by the planes x+y+z=3,x+y+z=3, x=0,y=0,x=0,y=0, and z=0.z=0. Its density is ρ(x,y,z)=x+ay,\rho (x,y,z)=x+ay, where a>0.a>0. Show that the center of mass of the solid is located in the plane z=35z=\frac{3}{5} for any value of a.a.

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 3권 · 5.6절 · 55번
OpenStax Calculus Volume 3 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
46.OpenStax 3권 · 5.6절 · 46번대학 수준우리말 번역

QQ 를 구 x2+y2+z2=z{x}^{2}+{y}^{2}+{z}^{2}=z 의 바깥쪽이면서 위쪽 반구 x2+y2+z2=R2{x}^{2}+{y}^{2}+{z}^{2}={R}^{2} 의 안쪽에 있는 입체라 하자. 여기서 R>1R>1 이다. 이 입체의 밀도가 ρ(x,y,z)=1x2+y2+z2\rho (x,y,z)=\frac{1}{\sqrt{{x}^{2}+{y}^{2}+{z}^{2}}} 일 때, 입체의 질량이 7π2\frac{7\pi }{2} 가 되도록 하는 RR 의 값을 구하세요.

영어 원문 보기

Let QQ be the solid situated outside the sphere x2+y2+z2=z{x}^{2}+{y}^{2}+{z}^{2}=z and inside the upper hemisphere x2+y2+z2=R2,{x}^{2}+{y}^{2}+{z}^{2}={R}^{2}, where R>1.R>1. If the density of the solid is ρ(x,y,z)=1x2+y2+z2,\rho (x,y,z)=\frac{1}{\sqrt{{x}^{2}+{y}^{2}+{z}^{2}}}, find RR such that the mass of the solid is 7π2.\frac{7\pi }{2}.

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 3권 · 5.6절 · 3번
OpenStax Calculus Volume 3 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
47.OpenStax 3권 · 5.6절 · 47번대학 수준우리말 번역

입체 QQ 의 질량이 ∫022 ∫08−x2 ∫x2+y216−x2−y2(x2+y2+z2)ndz dy dx\int_{0}^{2\sqrt{2}}\,\int_{0}^{\sqrt{8-{x}^{2}}}\,\int_{\sqrt{{x}^{2}+{y}^{2}}}^{\sqrt{16-{x}^{2}-{y}^{2}}}{({x}^{2}+{y}^{2}+{z}^{2})}^{n}dz\,dy\,dx 로 주어진다. 여기서 nn 은 정수이다. 입체의 질량이 (2−2)π\left(2-\sqrt{2}\right)\pi 가 되도록 하는 nn 의 값을 구하세요.

영어 원문 보기

The mass of a solid QQ is given by ∫022 ∫08−x2 ∫x2+y216−x2−y2(x2+y2+z2)ndz dy dx,\int_{0}^{2\sqrt{2}}\,\int_{0}^{\sqrt{8-{x}^{2}}}\,\int_{\sqrt{{x}^{2}+{y}^{2}}}^{\sqrt{16-{x}^{2}-{y}^{2}}}{({x}^{2}+{y}^{2}+{z}^{2})}^{n}dz\,dy\,dx, where nn is an integer. Determine nn such that the mass of the solid is (2−2)π.\left(2-\sqrt{2}\right)\pi .

답 쓰고 채점
정답·풀이 보기

n=−1n=-1

원본 교재 풀이(영어)

n=−1n=-1

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 3권 · 5.6절 · 27번
OpenStax Calculus Volume 3 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
48.OpenStax 3권 · 5.6절 · 48번대학 수준우리말 번역

QQ 를 원뿔 x2+y2=z2{x}^{2}+{y}^{2}={z}^{2} 의 위쪽, 구 x2+y2+z2−4kz=0{x}^{2}+{y}^{2}+{z}^{2}-4kz=0 의 아래쪽에 있는 입체라 하자. 이 입체의 밀도는 상수 k>0k>0 이다. 입체의 질량중심이 원점으로부터 77 단위 떨어져 있도록 하는 kk 를 구하세요.

영어 원문 보기

Let QQ be the solid above the cone x2+y2=z2{x}^{2}+{y}^{2}={z}^{2} and below the sphere x2+y2+z2−4kz=0.{x}^{2}+{y}^{2}+{z}^{2}-4kz=0. Its density is a constant k>0.k>0. Find kk such that the center of mass of the solid is situated 77 units from the origin.

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-3 · 3.3절 · 7번
OpenStax Calculus Volume 3 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
49.OpenStax 3권 · 5.6절 · 49번대학 수준우리말 번역

입체 Q={(x,y,z)∣0≤x2+y2≤16,x≥0,y≥0,0≤z≤x}Q=\{(x,y,z)|0\le {x}^{2}+{y}^{2}\le 16,x\ge 0,y\ge 0,0\le z\le x\} 의 밀도는 ρ(x,y,z)=k\rho (x,y,z)=k 이다. xy-planexy\text{-plane} 에 대한 모멘트 Mxy{M}_{xy} 가 yz-planeyz\text{-plane} 에 대한 모멘트 Myz{M}_{yz} 의 절반임을 보이세요.

영어 원문 보기

The solid Q={(x,y,z)∣0≤x2+y2≤16,x≥0,y≥0,0≤z≤x}Q=\{(x,y,z)|0\le {x}^{2}+{y}^{2}\le 16,x\ge 0,y\ge 0,0\le z\le x\} has the density ρ(x,y,z)=k.\rho (x,y,z)=k. Show that the moment Mxy{M}_{xy} about the xy-planexy\text{-plane} is half of the moment Myz{M}_{yz} about the yz-plane.yz\text{-plane}.

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기APEX · 13.4절 · 2번
OpenStax Calculus Volume 3 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
50.OpenStax 3권 · 5.6절 · 50번대학 수준우리말 번역

입체 QQ 는 원기둥 x2+y2=a2{x}^{2}+{y}^{2}={a}^{2}, 포물면 b2−z=x2+y2{b}^{2}-z={x}^{2}+{y}^{2}, 그리고 xy-plane,xy\text{-plane,} 으로 유계이다. 여기서 0<a<b0<a<b 이다. 밀도가 ρ(x,y,z)=x2+y2\rho (x,y,z)=\sqrt{{x}^{2}+{y}^{2}} 로 주어질 때, 이 입체의 질량을 구하세요.

영어 원문 보기

The solid QQ is bounded by the cylinder x2+y2=a2,{x}^{2}+{y}^{2}={a}^{2}, the paraboloid b2−z=x2+y2,{b}^{2}-z={x}^{2}+{y}^{2}, and the xy-plane,xy\text{-plane,} where 0<a<b.0<a<b. Find the mass of the solid if its density is given by ρ(x,y,z)=x2+y2.\rho (x,y,z)=\sqrt{{x}^{2}+{y}^{2}}.

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-3 · 3.3절 · 6번
OpenStax Calculus Volume 3 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
51.OpenStax 3권 · 5.6절 · 51번대학 수준우리말 번역

QQ 를 제1팔분공간에 있고, 원뿔 x2+y2=9(z−1)2{x}^{2}+{y}^{2}=9{(z-1)}^{2} 의 안쪽, 평면 z=0z=0 의 위쪽에 있는 상수 밀도 kk (k>0k>0) 의 입체라 하자. xy-planexy\text{-plane} 에 대한 모멘트 Mxy{M}_{xy} 가 yz-planeyz\text{-plane} 에 대한 모멘트 Myz{M}_{yz} 와 같음을 보이세요.

영어 원문 보기

Let QQ be a solid of constant density k,k, where k>0,k>0, that is located in the first octant, inside the circular cone x2+y2=9(z−1)2,{x}^{2}+{y}^{2}=9{(z-1)}^{2}, and above the plane z=0.z=0. Show that the moment Mxy{M}_{xy} about the xy-planexy\text{-plane} is the same as the moment Myz{M}_{yz} about the yz-plane.yz\text{-plane}.

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 3권 · 5.6절 · 27번
OpenStax Calculus Volume 3 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
52.OpenStax 3권 · 5.6절 · 52번대학 수준우리말 번역

입체 QQ 의 질량이 삼중적분 ∫01 ∫0π/2 ∫0r2(r4+r)dz dθ dr\int_{0}^{1}\,\int_{0}^{\pi /2}\,\int_{0}^{{r}^{2}}({r}^{4}+r)dz\,d\theta \,dr 로 주어진다.

a. 이 입체의 밀도를 직교좌표로 구하세요. b. xy-planexy\text{-plane} 에 대한 모멘트 Mxy{M}_{xy} 를 구하세요.

영어 원문 보기

The solid QQ has the mass given by the triple integral ∫01 ∫0π/2 ∫0r2(r4+r)dz dθ dr.\int_{0}^{1}\,\int_{0}^{\pi /2}\,\int_{0}^{{r}^{2}}({r}^{4}+r)dz\,d\theta \,dr.

a. Find the density of the solid in rectangular coordinates. b. Find the moment Mxy{M}_{xy} about the xy-plane.xy\text{-plane}.

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 3권 · 5.6절 · 1번
OpenStax Calculus Volume 3 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
53.OpenStax 3권 · 5.6절 · 53번대학 수준우리말 번역

입체 QQ 의 yz-평면yz\text{-평면}에 대한 관성 모멘트 Ix{I}_{x} 가 삼중적분 ∫02 ∫−4−y24−y2 ∫12(x2+y2)x2+y2(y2+z2)(x2+y2)dz dx dy\int_{0}^{2}\,\int_{-\sqrt{4-{y}^{2}}}^{\sqrt{4-{y}^{2}}}\,\int_{\frac{1}{2}({x}^{2}+{y}^{2})}^{\sqrt{{x}^{2}+{y}^{2}}}({y}^{2}+{z}^{2})({x}^{2}+{y}^{2})dz\,dx\,dy 로 주어진다.

a. QQ 의 밀도를 구하세요. b. xy-평면xy\text{-평면}에 대한 관성 모멘트 Iz{I}_{z} 를 구하세요.

영어 원문 보기

The solid QQ has the moment of inertia Ix{I}_{x} about the yz-planeyz\text{-plane} given by the triple integral ∫02 ∫−4−y24−y2 ∫12(x2+y2)x2+y2(y2+z2)(x2+y2)dz dx dy.\int_{0}^{2}\,\int_{-\sqrt{4-{y}^{2}}}^{\sqrt{4-{y}^{2}}}\,\int_{\frac{1}{2}({x}^{2}+{y}^{2})}^{\sqrt{{x}^{2}+{y}^{2}}}({y}^{2}+{z}^{2})({x}^{2}+{y}^{2})dz\,dx\,dy.

a. Find the density of Q.Q. b. Find the moment of inertia Iz{I}_{z} about the xy-plane.xy\text{-plane.}

정답·풀이 보기

a. ρ(x,y,z)=x2+y2;\rho (x,y,z)={x}^{2}+{y}^{2}; b. 16π7\frac{16\pi }{7}

원본 교재 풀이(영어)

a. ρ(x,y,z)=x2+y2;\rho (x,y,z)={x}^{2}+{y}^{2}; b. 16π7\frac{16\pi }{7}

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 3권 · 5.6절 · 55번
OpenStax Calculus Volume 3 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
54.OpenStax 3권 · 5.6절 · 54번대학 수준우리말 번역

입체 QQ 의 질량이 삼중적분 ∫0π/4 ∫02 sec⁡ θ ∫01(r3cos⁡ θ sin⁡ θ+2r)dz dr dθ\int_{0}^{\pi /4}\,\int_{0}^{2\,\sec \,\theta }\,\int_{0}^{1}({r}^{3}\cos \,\theta \,\sin \,\theta +2r)dz\,dr\,d\theta 로 주어진다.

a. 이 입체의 밀도를 직교좌표로 구하세요. b. xz-평면xz\text{-평면}에 대한 모멘트 Mxz{M}_{xz} 를 구하세요.

영어 원문 보기

The solid QQ has the mass given by the triple integral ∫0π/4 ∫02 sec⁡ θ ∫01(r3cos⁡ θ sin⁡ θ+2r)dz dr dθ.\int_{0}^{\pi /4}\,\int_{0}^{2\,\sec \,\theta }\,\int_{0}^{1}({r}^{3}\cos \,\theta \,\sin \,\theta +2r)dz\,dr\,d\theta .

a. Find the density of the solid in rectangular coordinates. b. Find the moment Mxz{M}_{xz} about the xz-plane.xz\text{-plane.}

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 3권 · 5.6절 · 35번
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55.OpenStax 3권 · 5.6절 · 55번대학 수준우리말 번역

QQ 를 xy-평면xy\text{-평면}, 원기둥 x2+y2=a2{x}^{2}+{y}^{2}={a}^{2}, 평면 z=1z=1 로 둘러싸인 입체라 하자. 여기서 a>1a>1 은 실수이다. 원기둥좌표로 나타낸 밀도가 ρ(r,θ,z)=d2fdr2(r)\rho (r,\theta ,z)=\frac{{d}^{2}f}{d{r}^{2}}(r) 일 때, 이 입체의 xy-평면xy\text{-평면}에 대한 모멘트 Mxy{M}_{xy} 를 구하세요. 단, ff 는 미분가능한 함수이고 (0,a)(0,a) 에서 1계 도함수와 2계 도함수가 연속이며 미분가능하다.

영어 원문 보기

Let QQ be the solid bounded by the xy-plane,xy\text{-plane}, the cylinder x2+y2=a2,{x}^{2}+{y}^{2}={a}^{2}, and the plane z=1,z=1, where a>1a>1 is a real number. Find the moment Mxy{M}_{xy} of the solid about the xy-planexy\text{-plane} if its density given in cylindrical coordinates is ρ(r,θ,z)=d2fdr2(r),\rho (r,\theta ,z)=\frac{{d}^{2}f}{d{r}^{2}}(r), where ff is a differentiable function with the first and second derivatives continuous and differentiable on (0,a).(0,a).

정답·풀이 보기

Mxy=π(f(0)−f(a)+af′(a)){M}_{xy}=\pi (f(0)-f(a)+a{f}^{'}(a))

원본 교재 풀이(영어)

Mxy=π(f(0)−f(a)+af′(a)){M}_{xy}=\pi (f(0)-f(a)+a{f}^{'}(a))

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 3권 · 5.6절 · 59번
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56.OpenStax 3권 · 5.6절 · 56번대학 수준우리말 번역

입체 QQ 의 부피가 ∬D∫abdz dA\iint_{D}\int_{a}^{b}dz\,dA 로 주어진다. 여기서 DD 는 입체를 xy-평면xy\text{-평면}에 사영한 영역이고 a<ba<b 는 실수이며, 밀도는 변수 zz 에 의존하지 않는다. 이 입체의 무게중심이 평면 z=a+b2z=\frac{a+b}{2} 위에 있음을 보이세요.

영어 원문 보기

A solid QQ has a volume given by ∬D∫abdz dA,\iint_{D}\int_{a}^{b}dz\,dA, where DD is the projection of the solid onto the xy-planexy\text{-plane} and a<ba<b are real numbers, and its density does not depend on the variable z.z. Show that its center of mass lies in the plane z=a+b2.z=\frac{a+b}{2}.

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 3권 · 5.6절 · 29번
OpenStax Calculus Volume 3 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
57.OpenStax 3권 · 5.6절 · 57번대학 수준우리말 번역

원기둥 x2+z2=a2{x}^{2}+{z}^{2}={a}^{2} 과 두 평면 y=by=b, y=cy=c 로 둘러싸인 입체를 생각하자. 여기서 a>0a>0 이고 b<cb<c 는 실수이다. QQ 의 밀도는 ρ(x,y,z)=f′(y)\rho (x,y,z)=f'(y) 로 주어지며, ff 는 미분가능한 함수이고 그 도함수는 (b,c)(b,c) 에서 연속이다. f(b)=f(c)f(b)=f(c) 이면 QQ 의 xz-평면xz\text{-평면}에 대한 관성 모멘트가 0임을 보이세요.

영어 원문 보기

Consider the solid enclosed by the cylinder x2+z2=a2{x}^{2}+{z}^{2}={a}^{2} and the planes y=by=b and y=c,y=c, where a>0a>0 and b<cb<c are real numbers. The density of QQ is given by ρ(x,y,z)=f′(y),\rho (x,y,z)=f'(y), where ff is a differential function whose derivative is continuous on (b,c).(b,c). Show that if f(b)=f(c),f(b)=f(c), then the moment of inertia about the xz-planexz\text{-plane} of QQ is null.

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기APEX · 13.4절 · 1번
OpenStax Calculus Volume 3 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
58.OpenStax 3권 · 5.6절 · 58번대학 수준우리말 번역

[계산기 사용] 고체 QQ 의 평균 밀도는 ρave=1V(Q)∭Qρ(x,y,z)dV=mV(Q){\rho }_{ave}=\frac{1}{V(Q)}\iiint_{Q}\rho (x,y,z)dV=\frac{m}{V(Q)} 로 정의됩니다. 여기서 V(Q)V(Q) 와 mm 은 각각 QQ 의 부피와 질량입니다. 원점을 중심으로 하는 단위구의 밀도가 ρ(x,y,z)=e−x2−y2−z2\rho (x,y,z)={e}^{-{x}^{2}-{y}^{2}-{z}^{2}} 일 때, 컴퓨터 대수 시스템을 사용하여 이 단위구의 평균 밀도를 구하세요. 답을 반올림하여 소수 셋째 자리까지 나타내세요.

영어 원문 보기

[T] The average density of a solid QQ is defined as ρave=1V(Q)∭Qρ(x,y,z)dV=mV(Q),{\rho }_{ave}=\frac{1}{V(Q)}\iiint_{Q}\rho (x,y,z)dV=\frac{m}{V(Q)}, where V(Q)V(Q) and mm are the volume and the mass of Q,Q, respectively. If the density of the unit ball centered at the origin is ρ(x,y,z)=e−x2−y2−z2,\rho (x,y,z)={e}^{-{x}^{2}-{y}^{2}-{z}^{2}}, use a CAS to find its average density. Round your answer to three decimal places.

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-3 · 3.3절 · 5번
OpenStax Calculus Volume 3 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
59.OpenStax 3권 · 5.6절 · 59번대학 수준우리말 번역

원점을 중심으로 하고 밀도가 ρ(x,y,z)=e−x2−y2−z2\rho (x,y,z)={e}^{-{x}^{2}-{y}^{2}-{z}^{2}} 인 단위 구의 yz-평면,yz\text{-평면,} xz-평면,xz\text{-평면,} xy-평면xy\text{-평면} 에 대한 관성모멘트 Ix,Iy,그리고 Iz{I}_{x},{I}_{y},\text{그리고}\,{I}_{z} 가 각각 서로 같음을 보이세요. 답은 반올림하여 소수 둘째 자리까지 나타내세요.

영어 원문 보기

Show that the moments of inertia Ix,Iy,and Iz{I}_{x},{I}_{y},\text{and}\,{I}_{z} about the yz-plane,yz\text{-plane,} xz-plane,xz\text{-plane,} and xy-plane,xy\text{-plane,} respectively, of the unit ball centered at the origin whose density is ρ(x,y,z)=e−x2−y2−z2\rho (x,y,z)={e}^{-{x}^{2}-{y}^{2}-{z}^{2}} are the same. Round your answer to two decimal places.

정답·풀이 보기

Ix=Iy=Iz≃0.84{I}_{x}={I}_{y}={I}_{z}\simeq 0.84

원본 교재 풀이(영어)

Ix=Iy=Iz≃0.84{I}_{x}={I}_{y}={I}_{z}\simeq 0.84

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-3 · 3.3절 · 8번
OpenStax Calculus Volume 3 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
60.APEX · 13.4절 · 1번대학 수준우리말 번역

"질량"과 "무게"는 서로 다른 양인데도 둘을 바꿔 쓰기 쉬운 이유는 무엇일까요?

영어 원문 보기

Why is it easy to use “mass” and “weight” interchangeably, even though they are different measures?

정답·풀이 보기

둘은 서로의 스칼라 배수이기 때문이다.

원본 교재 풀이(영어)

Because they are scalar multiples of each other.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기APEX · 13.4절 · 2번
APEX Calculus V5 CC BY-NC 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)