일반물리실험 1 (만유인력하의 궤도 운동 결과리포트)

소개

포항공과대학교 일반물리실험 1 자료입니다.

목차

1. 실험원리
2. 실험DATA
3.분석 및 토의
4.Conclusion
5.반성 및 고찰

본문내용

1. 실험원리

인공위성의 초기조건으로부터 궤도를 알아보고 이 운동에 따라 각운동량 보존, Kepler의 제2법칙, 탈출속도도 알아보고자 하는 실험이다.
먼저 모눈종이의 하단 중간정도를 중심으로 잡아 평행선 를 긋고, 끝점에서 수직하게 를 잡는다. 이점이 5분 후의 위성의 위치다. 다시 을 측정하고, 식을 이용하면 그 다음 5분 후의 위치를 식으로 알 수 있다. 궤도 파악을 위해 이렇게 16번을 해본다

3.분석 및 토의

실험 후 결과는 거의 원 궤도지만 약간의 타원을 띠는 궤도를 그렸다. 처음에는 지구중심에 대해 속도방향과 반지름이 수직이지만 정점을 지나면서 약 80~85도정도로 바뀌게 된다. 이렇게 그린 궤도를 통해 주어진 문제를 고찰해 보자.

(1) 지구의 반경이 6371 km임을 명심하여 자신이 그린 궤도가 closed (원, 타원), 탈출
(포물선, 쌍곡선) 혹은 추락인지 정확히 구분하여 설명하라.

(2) 각자의 궤도에 대하여 세 점을 택해 지구 중심에 대한 위성의 각운동량이 변하는가의
여부와 이유를 설명하라.

물체에 작용하는 회전력(토크)의 합이 0이라면, 그 물체의 각운동량은 시간이 지나도 달라지지 않는데 이것을 각운동량 보존의 법칙이라 한다. 각운동량은 회전운동에서의 운동에너지로써 회전체 각부분의 운동량과 회전축으로 부터의 거리를 곱한 것을 각운동량이라고 한다. 즉 이다. 이 때의 각도가 90도가 아님에 주의해야만 한다. 세 점을 택한다면 세 번째 일곱 번째 열세 번째 실험을 선택할 것이다. 각각의 각운동량은 오차가 제법 있지만 거의 비슷하다고 볼 수 있다. 물론 위성의 질량을 모르기 때문에 질량으로 m으로 두었을 때 각운동량 그래프에서 볼 수 있듯이 대부분의 점에서 각운동량이 비슷하게 나왔다. 따라서 지구중심에 대해 각운동량은 보존된다고 할 수 있다.

참고자료

· 없음