[일반물리학실험1] 역학적 에너지 보존

목차

1. 실험 제목
2. 실험 목적
3. 이론
4. 실험 기구 및 장치
5. 실험 방법
6. 실험 결과
7. 결과 분석 및 고찰
8. 결론
9. 참고문헌

본문내용

1. 실험 제목

역학적 에너지 보존

2. 실험 목적

보존력장인 중력장 내에서 운동하는 물체의 시간에 따른 위치에너지, 운동에너지, 역학적 에너지를 측정하고 그 값을 이론적인 값과 비교하여 역학적 에너지가 보존되는지 확인하고, 마찰계수를 구해본다.

3. 이론

(1) 역학적 에너지
역학적 에너지는 운동 에너지와 위치 에너지의 합이다. 고립된 계에서 역학적 에너지는 항상 일정하게 보존된다. 이 실험에서 중력 하에서 운동하는 물체의 위치 에너지와 운동 에너지의 합 또한 보존되는 보존계라고 부르며 에너지 변환과 역학적 에너지 보존을 확인한다.
(1) 위치 에너지
질량 m인 공을 지면으로부터 나중 높이 yi까지 들어 올리는 운동을 생각하면 물체가 등속도 운동을 하도록 공을 들었을 때 들어 올리는 힘과 중력이 작용하는 힘의 크기가 같다. 물체가 움직이는 동안 들어 올리는 힘이 한 일은 다음과 같다.

< 중 략 >

5. 실험 방법
1) 직선 궤도와 원형 궤도를 <그림 2>와 같이 설치하고 모든 운동이 카메라에 잡히도록 카메라를 고정한 뒤, 플라스틱 그릇을 이용하여 떨어지는 공을 받는다.

2) 기준자를 궤도와 나란하게 둔다. 궤도에 벗어나게 두면 길이를 측정할 때 오류가 생기므로 주의해야 한다.

3) 공이 운동하는 과정을 녹화한다.

4) Tracker software의 정의를 사용하여 시간에 따른 변위뿐만 아니라 운동 에너지, 위치 에너지, 역학적 에너지에 대한 수식을 만들어 주어 시간에 따른 에너지 변화를 그래프로 확인한다.

참고 자료

일반물리학실험 성균관대학교 물리학과 물리실험위원회 편