역학적에너지 실험

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지구 중력장 하에서 물체의 운동에너지와 위치에너지 사이의 변환관계와 역학적 에너지 보존 준비물, 실험 장치도, 이론적 배경, 실험 방법, 실험 결과, 실험 결과 분석, 결론 및 논의와 여러 이론들의 검증 등이 장장8쪽에 걸쳐 서술된 레포트입니다.

목차

1. 실험의 개요
2. 서 론
1) 준 비 물
2) 실험 장치도
3) 이론적 배경
4) 실험 방법
3. 본론
1) 실험 결과
2) 실험 결과 분석
3. 결론 및 DISCUSSION

본문내용

3) 이론적 배경
지구 중력장 속에서 움직이는 물체의 역학적 에너지는 물체의 운동에너지와 위치에너 지와의 합이다. 즉 ---(1)
그런데, 쇠공과 같은 강체가 경사진 면을 따라 구르면서 이동하는 경우 운동에너지는 질량 중심을 지나는 축에 대한 관성 모멘트에 의한 운동에너지를 보정해 주어야 한다.
질량이 m이고, 경사면과의 수직한 접촉 거리를 a라고 하면, 속력이 v 인 물체의 운동 에너지는 ---(2) 이 되고 여기서, ω는 각 속도이고, I는 쇠공의 중심을 지나는 축에 대한 관성 모멘트이다.
즉, ---(3)
그러므로 (1), (2), (3)식에서 역학적 에너지는 --(4) 가 된다.

여기서 조심해야 할 것은, 관성 모멘트를 구할 시 구의 반지름을 써서는 안된다는 것 .이다.
O 옆의 그림과 같이 실제로 쇠공이 닿는 지점은 경사면의 경우와 A B 는 달 라져서 구의 반지름 대신 (위에서 a) 를 사용해야 한 다.
이 실험에서 측정된 바에 의하면,

이제, 높이 h인 지점에서 구르기 시작한 쇠공이 높이 인곳을 지나는데 걸리는 시간 를 역학적 에너지가 보존된다는 가정 하에 구해 보자.

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