역학적 에너지 보존 결과 보고서

소개글

1. 실험 목적
⇒ 경사면과 원주궤도를 따라서 쇠구슬을 굴리는 과정에서 쇠구슬의 회전운동 에너지를 포함하는 역학적 에너지 보존을 관찰한다.

결과보고서

목차

1. 측정값
2. 결과값
3. 토의
4. 결론

본문내용

3. 토의
① 과 이 다른 이유는?
⇒ 간단하게 생각하자면 을 구할 때 사용한 이 공식은 포물선 운동에서 공기저항을 무시한 상태에서의 포물선 운동 방정식을 이용하여 얻어낸 식이고, 을 구할 때 사용한 이 공식은 관성모멘트와 각속도의 관계를 이용하여 얻어낸 식이다. 각자 대입하는 수치량은 실험을 통해 얻어서 정확하다고 가정하더라도, 서로 식을 얻어내는 과정에서 반올림하고 버림과, 각각의 저항력이 없다는 가정 하에 얻어낸 공식이므로 그 공식 자체에서의 오차는 이미 생겨버린 것이다. 그리하여 이미 오차가 생긴 식에 정확한 수치량을 대입한다 해도 그 값은 이미 오차가 생겨버린 것이다. 그래서 두 속력의 값은 다르다.
② 실험으로 구한 값과 이론으로 구한 값이 다른 이유는?
⇒ 사전 보고서의 내용 중 실험방법을 보면 ‘쇠구슬의 출발점의 높이를 변화시켜가면서 쇠구슬이 원형트랙의 꼭지점 T를 간신히 접촉하면서 지나갈 때의 출발점의 높이 h를 측정한다.’라고 적혀있다. 여기서의 ‘간신히 접촉한다’의 말이 소리가 들려도 문제고 안 들려도 문제가 되는 정확한 기준이 없기 때문에 실험으로 구한값과 이론으로 구한 값이 다르다. 그리고 정확한 기준을 주어준다고 해도 사람마다 청각의 능력이 다른 것 처럼 이론값과 실험값의 오차는 생기기 마련이다.
③ 점 A, B, T, C에서 역학적 에너지가 보존되지 않는 이유는?
⇒ 우선 우리가 보통적으로 생각하는 역학적 에너지는 운동에너지와 위치에너지의 합이다. 하지만 에너지의 형태는 운동과 위치만 존재하는 것이 아니다. 열에너지, 빛에너지 등등 여러 에너지가 존재한다. 이번 실험에서는 운동에너지와 위치에너지 말고도 구슬에 회전하면서 발생되는 관성모멘트도 역학적 에너지에 포함하여 계산하였다. 위에 결과값들을 보면 상당히 오차의 범위가 큰 것처럼 보이지만 사실 단위가 이라서 크게 보이는 것이다. 사실 국제단위계(SI)로 표현하려면 으로 일의 단위 (줄)로 표현해야하지만 실험값들이 이다보니 로 나타나게 되었다.

참고 자료

없음