역학적 에너지 보존 예비보고서

소개글

대학 물리학 역학적 에너지 보존 예비글입니다.

목차

1. 목적
2. 원리
3. 기구 및 장치
4. 실험 방법

본문내용

1. 목적
지상의 중력장에서 역학적 에너지 보존 법칙을 확인하기 위하여 경사면과 원주 궤도를 따라 구를 굴러 내려가게 하며 물리량들을 측정한다.

2. 원리
역학적 에너지란 운동에너지와 위치에너지를 말합니다.

1. 운동에너지는 모두 잘 알고 있듯이 ½mv²으로 구하면 됩니다.

2. 위치에너지는 물체에 작용하는 힘(보존력)에 대하여 반대 방향으로 위치를 변화시킬때 에너지가 필요한 경우에 저장이 됩니다.

그 예는 다음과 같습니다.
(1) 중력에 대해 반대로 이동할 때 : 중력위치에너지 E = mgh
(2) 만유인력에 대해 반대로 이동할 때 : 만유인력 위치에너지 E = - GMm/r
( 여기서 `-`의 의미는 만유인력에 구속되어 있음을 말합니다. 예를 들어 지구가 작용하는 만유인력을 벗어나지 못하면 위치에너지는 `-`입니다. 계속해서 지구로부터 멀어지면 위치에너지는 증가하고, 지구의 만유인력을 벗어날 정도로 멀리가면 망유인력위치에너지는 `0`이 됩니다.

(3) 탄성력에 대해 반대로 이동할 때 ( 압축하거나, 늘일 때) : 탄성위치에너지 E = ½kx²
(4) 전기력에 대해 반대로 이동할 때 : 전기적 위치에너지 = 전기에너지 E = kQq / r



3. 일과 역학에너지

(1) 보존력과 비보존력

힘에는 위의 두 종류가 존재합니다.
보존력은 중력, 만유인력, 전기력, 자기력 등을 말하고, 그 외의 힘은 비보존력이라 합니다.
간단하게 비교하면 보존력은 경로에 무관합니다.

예를 들어 물체를 수직으로 1m 들어올리나 빗면을 통해서 수직높이 1m 들어올리나 한 일은 같습니다. 이 때 빗면의 길이(경사각)와도 무관합니다. 경로와는 아무런 관계가 없다는 것을 말합니다.
(단, 빗면에 마찰이 없다고 가정할 때입니다. )

참고 자료

없음