챕터 5 결과 용수철 진자에 의한 역학적 에너지의 보존

목차

1. 목적
2. 결과
3. 결론 및 토의

본문내용

1. 목적
평행상태를 갖는 모든 계는 작은 변화에 대하여 복원 특성을 갖는다. 특히 변화가 아주 작을 때는 그 복원력은 변화의 크기에 비례한다. 또한 운동 상태를 유지하려는 관성 특성도 가지고 있다. 이 두 가지 특성이 나타날 때 역학계는 단순 조화 운동(simple harmonic motion)을 하게 된다. 용수철에 매달린 물체, LC회로, 고체나 분자 내에서의 원자의 진동 등 많은 물리계에서 나타나며 따라서 물리학에서 매우 중요시되고 있는 운동이다. 본 실험에서는 중력장 내에서 수직으로 운동하는 용수철 진자의 단순조화운동을 관찰하여, 그 주기를 측정하고 탄성 위치에너지와 중력 위치에너지의 변환을 통한 역학적 에너지의 보존을 확인한다.

<중 략>

3. 결론 및 토의
역학적 에너지의 보존 법칙에 의해서 탄성에너지의 변화는 중력에너지의 변화와 같아야 한다. 하지만 실제 실험에서의 값은 중력에너지 감소의 값은 탄성에너지 증가 값의 10배~15배 정도 크게 나왔다.
실험 1에서 짧은 용수철, 추의 무게 50g 인 경우는 최저 y좌표값이 약 9~10cm 정도로 나왔고, 탄성에너지증가의 값은 약 0.009 , 중력에너지 감소의 값은 약 0.098 정도가 나왔다. 짧은 용수철, 추의 무게 100g 인 경우는 최저 y좌표값이 약 1~4cm 정도로 나왔고, 탄성에너지 증가의 값은 약 0.015 , 중력에너지 감소의 값은 약 0.35 정도가 나왔다. 같은 용수철이지만 추의 무게가 무거워 짐에 따라서 탄성에너지의 증가 값과 중력에너지 감소 값이 커지는 것을 알 수 있다. 마찬가지로 실험 2에서 긴 용수철도 추의 무게가 무거워 짐에 따라 탄성에너지의 증가 값과 중력에너지의 감소 값이 커진다. 그리고 용수철의 길이가 길어지면 용수철상수도 커지고, 탄성에너지의 증가 값과 중력에너지의 감소 값 역시 커진다.

참고 자료

없음