물리실험예비11(역학적에너지보존).

소개글

물리실험예비11(역학적에너지보존).

목차

‡ 실험 목적
‡ 실험 이론
‡ 실험 기구 및 장치
‡ 실험 방법

본문내용

‡ 실험 목적
고립된 계에서의 에너지는 시간이 변해도 그 양이 변하지 않는 물리량이다. 다만, 왼쪽의 그림처럼 고립된 계에서의 에너지는 다양한 형태로 존재하고, 한 형태에서 다른 형태로 바뀔 수 있기 때문에 사라지는 것처럼 보일 수 있다.
특히, 위치에너지와 운동에너지의 합인 역학적 에너지가 보존되는 보존계라고 하는데, 이 보존계도 마찰과 같은 외력이 주어지면 역학적 에너지는 보존 되지 못한다. 이번 실험에서는 중력의 영향아래에서 운동 하는 물체의 위치에너지와 운동에너지 사이의 변환 관계와 역학적 에너지의 보존을 실험을 통해 알아보고, 마찰의 효과에 대해 알아보고자 한다.

‡ 실험 이론
(1) 위치(=퍼텐셜)에너지[중력장 내에서]
우선, 위치에너지는 운동에너지로 바뀔 수 있는 에너지 또는 일을 할 수 있는 능력을 의미한다.
왼쪽의 그림과 같이 물체를 일정한 속도로 지표면에서 의 높이로 들어 올린다고 생각해보자. 역학적에너지는 위치 에너지와 운동에너지의 합이고, 일정한 속도로 들어 올렸으므로 운동에너지의 변화는 없고 위치에너지의 변화가 역학적 에너지의 변화와 같아진다는 것을 이용해서 위치에너지의 식을 구해보자
물체가 받는 힘은 이므로, 물체를 들어 올리기 위한 외력은 가 된다.
따라서, 위치에너지의 식은 아래와 같이 유도 된다.

(2) 운동에너지
질점의 운동의 경우 이라는 운동에너지의 식을 쓰면 되지만, 우리가 실험에 사용할 물체는 구 모양의 강체이다.

참고 자료

없음