강체의 공간운동측정(1)

목차

1.목적
2.이론
3. 장치 및 방법
4.측정값
5.계산 및 오차
6. 결론
7. 검토

본문내용

1.목적
트랙을 따라 움직이는 금속구가 회전운동을 거치면서 에너지의 변화량을 알아본다.
2.이론
경사면의 높이 에서 반지름 이고 질량이 인 구가 정지 상태에서 출발하여 굴러 내려오면 역학적 에너지 보존 법칙은
이다. 여기서 와 는 경사면 바닥에서의 구의 선속도와 각속도 이다.
이 구의 관성모멘트 이며, 이므로 경사면 바닥에서의 속력은
이다.
트랙의 끝점C를 떠난 구는 포물운동을 하여 지면에 떨어지게 되는데, 점 C의 수직선이 지면과 만나는 점을 좌표축의 원점으로 하고 지면과 평행한 방향을 축, 수직방향을 축으로 하면 구의 궤도는 다음 식으로 표현한다.
이다. 여기서 는 구의 초기 위치의 좌표이고 는 초기각이다. 이 구가 지면에 떨어진 좌표를 으로 표시하면
이다.
3. 장치 및 방법
1) 장치 : 강체의 공간운동장치(트랙), 쇠구슬, 버니어 캘리퍼스, 줄자, 수직자, 갱지와 먹지
2) 방법
① 강체 공간운동장치를 트랙의 끝점C가 수평을 유지하도록 실험대에 장치하고 트랙으로부터 지면까지의 거리 를 측정한다.
② 구의 출발점의 높이를 변화시켜 가면서 구가 원형트랙의 꼭지점를 간신히 접촉하면서 지 나갈 때의 출발점의 높이 를 측정한다.
③ 구가 낙하되리라고 추정되는 위치에 먹지와 갱지를 깔고 높이 를 5번 바꿔가며 측정한다.
④ 점C에서 구의 속력 (실험)를 와 를 사용하여 계산한다.
⑤ 식 에 값을 대입하여 구한 구의 속력 (이론)과 비교한다.
⑥ (실험)과 (이론)이 같지 않다면 이유를 생각해 보고 역학적 에너지의 손실 를 계산한 다.
4.측정값
5.계산 및 오차

참고자료

· 없음