대수지수와 로그수능 기출기본 문제 (3점 중반)

피스톤 힘과 거듭제곱근

문제

단면적이 S1S _{1}인 피스톤 AA와 단면적이 S2S _{2}인 피스톤 BB로 이루어진 장치는 내부가 액체로 가득차서 밀폐되어 있다. 피스톤 BBF2F _{2}의 힘을 가하면 피스톤 AAF1F _{1}의 힘을 받아 다음과 같은 관계식이 성립한다. F1S1=F2S2=P\displaystyle \frac{F _{1}}{S _{1}} = \frac{F _{2}}{S _{2}} = P (PP는 압력)

이 장치의 피스톤 BB에 크기 10001000인 힘을 가하면 피스톤 AA는 크기 3033\displaystyle 30 \sqrt[3]{3}인 힘을 받는다. 피스톤 BB에 크기 10093\displaystyle 100 \sqrt[3]{9}인 힘을 가했을 때, 피스톤 AA가 받는 힘의 크기는? [3점] 323\displaystyle 3 \sqrt[3]{2}333\displaystyle 3 \sqrt[3]{3}363\displaystyle 3 \sqrt[3]{6}6699

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해설

[출제의도] 지수법칙을 이용한 수학 외적 문제해결하기 3033S1=1000S2\displaystyle \frac{30 \sqrt[3]{3}}{S _{1}} = \frac{1000}{S _{2}}이므로 S1S2=30331000\displaystyle \frac{S _{1}}{S _{2}} = \frac{30 \sqrt[3]{3}}{1000} 피스톤 AA가 받는 힘의 크기를 xx라 하면 xS1=10093S2\displaystyle \frac{x}{S _{1}} = \frac{100 \sqrt[3]{9}}{S _{2}}x=10093×333100=9\displaystyle x = 100 \sqrt[3]{9} \times \frac{3 \sqrt[3]{3}}{100} = 9

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