대수지수와 로그수능 기출발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

별의 거리지수

문제

천체의 거리를 표현하는 방법의 하나로 별의 겉보기등급과 절대등급과의 차이인 ‘거리지수’라는 것이 있다. 어떤 별의 겉보기등급을 mm등급, 절대등급을 MM등급, 지구로부터의 거리를 rr(단위 pc\mathrm{pc})라 하면, (거리지수)=mM=a+5log10r= m - M = a + 5 \log _{10} r(단, aa는 상수) 인 관계가 성립한다고 한다. 거문고자리의 직녀성은 겉보기등급이 0.00.0등급, 절대등급이 0.50.5등급이고, 지구로부터의 거리는 100.9(pc)10 ^{0.9} ( \mathrm{pc} )이다. 이 때, 겉보기등급은 22등급이고 절대등급이 4.5- 4.5등급인 별의 지구로부터의 거리는? [4점] 101.5(pc)10 ^{1.5} ( \mathrm{pc} )101.8(pc)10 ^{1.8} ( \mathrm{pc} )102.3(pc)10 ^{2.3} ( \mathrm{pc} )102.6(pc)10 ^{2.6} ( \mathrm{pc} )102.8(pc)10 ^{2.8} ( \mathrm{pc} )

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해설

[출제의도] 타교과(지구과학)과 관련된 로그 문제의 해결 능력을 측정한다. 겉보기등급이 m=0.0m = 0.0 등급, 절대등급이 M=0.5M = 0.5등급 일 때, 지구로부터의 거리는 r=100.9(pc)r = 10 ^{0.9} ( pc )이므로 mM=a+5log10rm - M = a + 5 \log _{10} r 에서 0.5=a+5log10100.9- 0.5 = a + 5 \log _{10} 10 ^{0.9}, 0.5=a+5×0.9- 0.5 = a + 5 \times 0.9 a=5\therefore a = - 5 따라서 거리 지수는 mM=5+5log10rm - M = - 5 + 5 \log _{10} r 이 때, 겉보기등급은 22등급이고 절대등급이 4.5- 4.5등급인 별의 지구로부터의 거리를 rr 이라 하면, 2(4.5)=5+5log10r2 - ( - 4.5 ) = - 5 + 5 \log _{10} r 5log10r=11.55 \log _{10} r = 11.5에서log10r=2.3\log _{10} r = 2.3r=102.3(pc)r = 10 ^{2.3} \mathrm{(} pc )

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