일반물리실험 1-6-1 역학적 에너지 보존 예비레포트

소개글

매우 높은 성적을 받은 레포트입니다.
과거 고대 한대 서강대 성균관대 수준의 학교 재학시 작성하였습니다.
여러 개의 참고 문헌을 이용했고, 모두 명기했습니다.
수식 또한 모두 컴퓨터로 작성되어 있습니다.
data 모두 포함되어 있습니다.
상당수 레포트에 data 처리 후 엑셀로 그래프를 그려 놓았습니다.
그림도 다수 삽입되어 있습니다.
discussion을 모두 충분히 적었습니다.

목차

1. 목적
2. 이론
3. 기구와 장치
4. 실험방법

본문내용

1. 목적
비스듬한 면과 원으로 된 경로를 따라 구르는 구형 구슬의 운동에너지와 회전운동 에너지에 초점을 두어 역학적 에너지 보존 및 에너지 손실을 검토한다.

2. 이론
계의 역학에너지 는 퍼텐셜에너지 와 운동에너지 의 합으로 다음과 같다.
(역학에너지).
고립계는 외부 힘에 의한 에너지 변화가 없는, 외부와 고립된 계이다. 고립계 내에 보존력만이 작용하는 경우 계의 전체 에너지 는 변할 수 없다. 이 때 보존력만이 계의 에너지 전환을 일으켜야 하며 마찰력이나 끌림힘 같은 비보존력이 물체에 작용하지 않아야 한다.
보존력이 계의 내부에 있는 물체에 일 를 할 때 힘읜 계의 운동에너지 와 퍼텐셜에너지 사이에 에너지 전환을 일으킨다. 일-운동에너지 정리에 의해 운동에너지의 변화 는

이며, 식 로부터 퍼텐셜 에너지 변화 는

이다. 이제 두 식을 결합시키면 다음과 같다.
(식 1)
결국 두 에너지 중 하나가 증가하면 다른 에너지는 같은 양만큼 감소한다. 한편 (식 1)을 다음과 같이 표기할 수 있다.
(식 2)
여기서 아래첨자들은 에너지 전달이 일어나는 두 개의 서로 다른 순간를 나타낸다. 이제 (식 2)를 다시 정리하여 다음과 같이 표기할 수 있다.
(역학에너지 보존).
이 식은 고립된 계에서 보존력만이 계에 작용할 때
(한 상태에 대한 와 의 합)=(다른 상태에 대한 와 의 합)
이라는 뜻이다. 따라서 다음과 같이 요약할 수 있다.
- 보존력만 작용하는 고립된 계에서, 운동에너지와 퍼텐셜에너지는 변할 수 있지만, 그 합인 계의 역학에너지 는 변하지 않는다.
이 결과를 역학에너지 보존원리라 한다. (식 1)을 이용하여 보존원리를 다음과 같이 표기할 수 있다.
.
Newton의 법칙만으로는 풀기 어려운 역학문제들을 역학에너지 보존원리를 이용하여 쉽게 풀 수 있다. 즉, 다음과 같이 요약할 수 있다.
- 계의 역학에너지가 보존되면 한 순간의 운동에너지와 퍼텐셜에너지의 합을 다른 순간의 합과 같게 놓을 수 있다.

참고 자료

없음