[역학]운동역학

소개글

운동역학에 관한 레포트입니다.

목차

1. 위치 에너지
2. 운동 에너지

본문내용

운동역학

(½mv2=mgh 와의 관계)

1. 위치 에너지

⑴ 위치 에너지 : 높은 곳에 있는 물체가 가지는 에너지
⑵ 위치 에너지의 측정 : 집게로 균일하게 조여져 있는 원형 도막에 추를 낙하시켜서 추의 질량과 낙하 거리가 위치 에너지와 어떤 관계가 있는지 밝힌다.
① 원형 도막의 이동 거리와 추의 질량 : 추의 낙하 거리가 일정할 때 원형 도막의 이동거리는 질량에 비례한다.
② 원형 도막의 이동 거리와 낙하 거리 : 추의 질량이 일정할 때 원형 도막의 이동 거리는 낙하 거리에 비례한다.
⑶ 위치 에너지와 질량 및 높이의 관계 : 위치 에너지는 물체의 질량과 높이에 비례한다.
위치 에너지 ∝ 질량 × 높이
⑷ 질량 1㎏의 물체를 들어올리는 데 필요한 힘 = 9.8N
⑸ 위치 에너지의 크기 : 위치 에너지 U(J)는 질량 m(㎏)과 기준면으로부터의 높이 h(m)에 비례한다.
Ep = 9.8mh

포탄이 포에서 쏘아지는 순간의 포탄이 가지고 있는 에너지는 세 경우 모두 같다. 같은 높이(같은 위치에너지)에서 같은 속도(같은 운동에너지)로 쏘았기 때문이다. 마찬가지로 세포탄 모두 바닥에 떨어질 때 속도도 모두 같다. 왜냐하면 운동에너지와 위치에너지를 더한 값인 역학적 에너지가 운동의 모든 과정에서 같기 때문이다. 이것은 역학적 에너지 보존법칙 때문이다.
따라서 같은 높이(바닥)이므로 위치에너지가 모두 같고 역학적 에너지가 보존되므로 세 경우 모두 같은 속도(같은 운동에너지)로 바닥을 때릴 것이다. 결과적으로 그림에서 보는 바와 같이 최종 속도는 초기던진 속도와 높이에만 관계되지 던지는 방향과는 관계가 없다.

ex)롤러코스터는 전동기에 의해 높은 지점까지 끌어 올려진다. 이때 롤러코스터는 전동기가 한 일만큼의 위치에너지를 갖는다. 이후 롤러코스터는 전동기의 도움 없이 레일 위를 운동하게 된다. 롤러코스터가 아래로 내려오면 속력은 점점 빨라진다는 것을 경험할 수 있다. 왜냐하면 이 구간에서 위치에너지는 감소하면서 그 에너지가 운동에너지로 전환되기 때문이다.

참고 자료

없음