일반물리학실험 - 역학적 에너지 보존 (Mechanical Energy Conservation) 실험보고서 (일반 물리 실험 A+ 보고서)

소개글

카이스트 일반물리학 실험시간에 A+ 받은 보고서입니다. 세번째 실험으로, 역학적에너지보존에 대한 실험입니다.

목차

1. 실험 목적 및 이론
2. 실험결과 및 분석
3. 실험 해석 및 결론

본문내용

자연계의 에너지는 그 양이 시간에 관계없이 보존된다. 단지 에너지의 형태는 여러 가지이므로, 다른 형태로 바뀌는 경우에는 마치 소멸되는 것처럼 보일 뿐이다. 지구 중력장 안에서 움직이는 물체의 운동에 관계되는 에너지는 중력 퍼텐셜 에너지와 운동에너지이며, 이 둘의 합을 역학적 에너지라고 한다. 이 역학적 에너지가 보존되는 계를 보존계라고 한다. 물체의 운동에 마찰이 개재되어 있는 경우, 역학적 에너지는 쓸림에 의해서 소리나 열 등 다른 에너지의 형태로 바뀔 수가 있기 때문에, 시간이 지남에 따라서 줄어든다. 이 실험에서는 지구의 중력 하에서 운동하는 물체의 운동에너지와 퍼텐셜 에너지 사이의 변환관계와 역학적 에너지의 보존을 살펴본다.

원형트랙을 겨우 돌 수 있는 초기 최소높이 h는 식(7)에 의해 이론적으로 구할 수 있다. 식 (7)에서 볼 수 있듯이 이 높이 값은 이론적으로는 각도에 상관없이 일정하다. 하지만 실제의 경우에는 각이 커질수록 초기에 미끄러지는 거리가 길어지기 때문이다. 다음 Table 1 에 최소높이의 이론값과 실험에서 각도별로 측정된 값을 나타내었다.

점 B에서 속력
원형트랙을 돌고 최저지점 B로 내려왔을 때 그 지점에서의 속도 를 구해보았다. 실험값은 최저지점의 프레임과 그 직전 프레임에서 두 위치 사이의 거리()와 시간 간격()을 이용하여 측정하였다. 의 이론값은 식 (9)를 이용해서 구할 수 있는데, 다음 Table 2에 각도별 실험값과 이론값을 함께 나타내었다.

참고 자료

없음