기초물리학실험 회전 운동의 역학적 에너지 보존 예비 보고서

목차

1. 실험 목적
2. 실험과 관련된 이론
3. 실험 장비
4. 실험 방법
5. 교재 예비질문 답변

본문내용

1. 실험 목적
-경사면과 원주 궤도를 따라 구르는 공의 운동을 관측한다. 궤도 위의 여러 점에서 공의 속도 및 에너지를 측정하여 이론값과의 오차를 분석한다. 공의 회전 운동에서의 역학적 에너지가 보존하는지 확인한다.

2. 실험과 관련된 이론
h만큼 높은 곳에 정지 상태로 놓여 있던 반지름  , 질량  인 공이 경사면을 따라 굴러내 려 왔을 때 역학적 에너지 보존법칙에 의하면
mgh = 1/2 m v^2 + 1/2 I w^2 이다.
높이 h에서 정지 상태로 있던 공이 굴러 내려 그림 1와 같은 경로를 따라 원형 트랙의 꼭 지점 T를 가까스로 통과하는 경우를 살펴보면
(1) 원형 트랙 꼭대기점 T에서의 전체 역학적 에너지는
M E = 1/2 m v^2 + 1/2 I w^2 + mg(2R) 이다.
여기서 v는 T에서의 공의 선속력이고 w는 각속도로 v = r w이며, r은 원형 트랙의 반지름이다. 공이 점 T에 가까스로 도달하는 경우 구심력은 중력과 같으므로 m v^2 / R = m g 이다.
이를 통해 M E = 27/10 m g R 을 유도할 수 있다.
역학적 에너지 보존법칙에 의하면 정지상태에 있던 출발점에서의 에너지와 점 T에서 에너지가 같아야 한다.

참고 자료

없음