[역학적 에너지보존] 역학적 에너지 보존(강체의 공간이동에 의한)에 대한 실험

소개글

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목차

1. Abstract

2. 실험 원리

3. 실험 방법

4. Discussion
1) 역학적 에너지 보존 법칙의 확인과 회전 운동의 적용
2) 오차의 원인
3) 실험에 대한 평가

본문내용

1. Abstract

역학적 에너지 보존 실험- 자연계의 에너지는 그 양이 시간에 관계없이 보존된다. 단지 에너지의 형태는 여러 가지이므로, 다른 형태로 바뀌는 경우에는 마치 소멸되는 것처럼 보일 뿐이다. 지구 중력장 안에서 움직이는 물체의 운동에 관계되는 에너지는 중력 퍼텐셜 에너지와 운동에너지이며, 이 둘의 합을 역학적 에너지라고 한다. 이 역학적 에너지가 보존되는 계를 보존계(conservative system)라고 한다. 물체의 운동에 쓸림(friction)이 개재되어 있는 경우, 역학적 에너지는 쓸림에 의해서 소리나 열 등 다른 에너지의 형태로 바뀔 수가 있기 때문에, 시간이 지남에 따라서 줄어든다.
이 실험에서는 지구의 중력 하에서 운동하는 물체의 운동에너지와 퍼텐셜 에너지 사이의 변환관계와 역학적 에너지의 보존을 살펴보고 쓸림에 의한 효과를 탐구했고, 그 결과 감소한 운동 에너지의 양과 증가한 퍼텐셜 에너지의 양이 같다는 것을 알게 되었고, 이에 역학적 에너지는 보존된다는 사실을 알게 되었다.

2. 실험 원리

거리가 떨어져 있는 두 물체가 어떻게 서로 힘(중력)을 미치는가? 서로 떨어져 있는 물체 사이에 작용하는 힘, 즉 중력을 이해하는 방법으로 한 물체 주위의 공간에 형성된 중력장(gravitational field)을 생각하고, 이 장이 다른 물체에 힘을 미치는 것으로 생각한다. 또, 힘을 받은 물체는 가속운동을 하므로 그 운동 속력과 운동에너지가 증가한다. 외력이 가해지는 경우에는 그 외력이 일을 하는 것으로 역학적 에너지의 증가를 이해할 수 있지만, 중력 마당에 의한 물체의 가속운동은 중력 마당 내에서 물체가 갖는 퍼텐셜에너지(potential energy)에 의한 것으로 간주한다. 즉, 퍼텐셜에너지는 운동에너지로 바뀔 수 있는, 또는 일을 할 수 있는 능력을 의미한다.
정량적으로는 다음과 같이 퍼텐셜에너지를 정의한다. 중력

참고 자료

없음