일반물리실험1 - 강체의 공간운동(결과레포트)

소개글

이공계대학교 1학년 교양과목인 `일반물리실험1`의 레포트입니다.

목차

1. 실험목적
2. 실험원리
3. 실험방법
4. 실험결과

본문내용

1. 실험목적

경사면과 원 궤도를 따라 구르는 과정에서 구의 회전운동에너지를 포함하는 역학적 에너지의 보존을 살펴본다.

2. 실험원리

(1)원형트랙 최고점에서의 역학적 에너지

원형트랙의 최고점 T에서의 총 역학적 에너지는 다음과 같이 표현된다.
- ①
여기서 는 에서 구의 선속력이고 는 각속도로서 이며, 은 원형트랙의 반경이다.

구가 점 T에 가까스로 도달하는 경우에서 구심력은 중력과 같으므로
- ②
와 같이 나타낼 수 있다.

구의 회전관성1) , ,의 관계를 식①에 대입하면
- ③
이 되고,
출발점과 점 T에서 역학적 에너지 보존법칙은
, - ④
로 나타낼 수 있다. (는 출발점의 높이)

a) 이론적 에너지

출발점 A에서 구가 가지는 에너지는
- ⑤
가 된다.

b) 실험적 에너지

C점에서 구가 가지는 에너지는
- ⑥
로써 에너지 보존법칙에 따라 가 된다.

여기에 , 을 대입하면
3. 실험방법

<step1> <그림 7-1>처럼 고정대로 양쪽 경사면을 고정시킨다.
<step2> C점에서 추를 내려 점 O를 정하고 , , , , 을 측정한다.
<step3> T점보다 훨씬 높은 임의의 높이 에서 구를 자연스럽게 놓고 지면에 떨어지는 거리 를 5회 측정한다.
<step4> 식 ⑤와 ⑥으로 이론치와 실험치 에너지, 그리고 에너지 손실()을 알아보고 그 이유를 생각해본다.
<step5> 구가 점 T를 가까스로 지나는 높이 h를 찾고 식④의 이론치 와 그 차이()가 생기는 이유를 생각해본다.

참고 자료

Fundamentals of Physics, WILEY
하이탑 물리2, 두산동아