4.역학적에너지보존 보고서
- 최초 등록일
- 2014.03.12
- 최종 저작일
- 2013.03
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목차
1. 목적
2. 이론
3. 실험방법
4. 결과
5. 분석 및 토의
본문내용
1. 목적
물체가 경사진 면을 미끄러질 때 일어나는 에너지 변환을 통해서 낙하로 인한 위치에너지의 손실과 운동에너지의 증가가 서로 같음을 확인하여 역학적 에너지 보존법칙이 성립함을 알아본다.
2. 이론
물체가 운동하면서 물체의 운동에너지와 위치에너지는 시간 또는 위치에 따라 변화한다. 하지만 외부에서 외력이 작용하지 않을 때 운동하는 물체의 위치에너지와 운동에너지의 합은 일정하게 유지된다. 공기저항을 고려하지 않았을 때 위 그림에서 사람의 운동에너지는 A와 D위치에서 최소가 되고 C위치에서 최대가 되지만 위치에너지는 그 반대로 C위치에서 최소가 되고 A와 D위치에서 최대가 된다. 결국 두 에너지의 합이 일정하게 유지되며 계속 운동하게 된다. 이를 역학적 에너지 보존의 원리라 하며, 이 원리가 성립하는 역학계를 보존계라 한다. 하지만 여기서의 에너지 보존 원리는 역학적인 과정에 한해서 성립하며, 운동과 더불어 다른 형태의 에너지들이 관여할 때는 성립하지 않는다. 가정을 통해 이러한 조건을 극복하고 에너지 변환 과정을 모든 에너지에 확장하여 모든 형태의 에너지를 고려하였을 때 그 총합이 일정하게 보존된다는 원리가 바로 열역학 제1법칙이다.
이 실험에서는 물체가 경사진 면을 미끄러질 때 일어나는 역학적 에너지의 변환을 관찰한다. 운동 중에 최소한의 마찰과 운동을 방해할 물체가 없기 때문에 물체가 트랙을 미끄러질 때 발생하는 위치에너지의 손실은 운동에너지 증가와 거의 같게 되며, 운동에너지의 변화로부터 물체의 낙하거리를 이론적으로 구해 봄으로써 역학적 에너지 보존법칙의 성립을 확인한다.
3.실험방법
1) 에어트랙을 수평하게 놓고 에어트랙 받침대 사이의 거리 d를 측정한다.
2) 에어트랙 한쪽 받침대 아래에 높이 조절장치를 놓는다.
3) 에어트랙 위에 두 포토게이트를 사이거리 D만큼 간격을 두어 설치한다.
참고 자료
없음