먼저 혼자 풀어 보고, 풀이로 확인한 다음, 아래 「한 번 더」 문제로 이어서 연습하세요.
CLP-4 · 1.6절 · 10번대학 수준우리말 번역
철사가 곡선 (t+21t2,t−21t2,34t3/2), 0≤t≤4 로 나타내어지는 경로 C 를 따라 놓여 있다. 점 (x,y,z) 에서 이 철사의 밀도는 ρ(x,y,z)=(2x+y) 이다. 이 철사의 질량중심을 구하세요.
영어 원문 보기
A wire traces out a path C described by the curve (t+21t2,t−21t2,34t3/2), 0≤t≤4. Its density at the point (x,y,z) is ρ(x,y,z)=(2x+y). Find its centre of mass.
답 쓰고 채점
정답·풀이 보기
질량중심 공식 xˉ=∫Cρds∫Cxρds 등을 사용한다. 풀이 과정을 더 분명히 하기 위해 계산을 여러 단계로 나누어 진행한다.
이렇게 긴 계산을 한 뒤에는 결과가 타당한지 검토해 보는 것이 좋다. 0≤t≤4 일 때, 철사는 다음 구간에 놓여 있다: 0≤x≤12, −4≤y≤1/2, 0≤z≤32/3. 질량중심의 좌표는 모두 이 구간 안에 들어 있다. 이것이 답이 옳음을 보장하지는 않지만 좋은 징조이다. 예를 들어 x 가 음수이거나 z 가 11보다 컸다면, 무언가 잘못되었음을 알 수 있었을 것이다.
원본 교재 풀이(영어)
We use the centre of mass formulae xˉ=∫Cρds∫Cxρds, etc. To make the working clearer, we'll break these calculations into several steps.
After these long calculations, it's nice to do a sanity check. Using 0≤t≤4, we see our wire takes up space in the following intervals: 0≤x≤12, −4≤y≤1/2, and 0≤z≤32/3. The coordinates of our centre of mass all fall in these intervals, which doesn't guarantee our answer is correct, but it is a nice sign. If, say x had been negative, or z were greater than 11, we would have known there was something wrong.
한 번 더 — 비슷한 문제OpenStax 3권 · 6장 복습 · 21번우리말 번역
발산 정리를 이용하여 ∬SF⋅dS 의 값을 구하세요.
F(x,y,z)=(2xy)i+(−y2)j+(2z3)k 이고, 여기서 S 는 포물면 z=x2+y2 과 평면 z=2 로 유계이다.