투사체운동과 자유낙하운동으로부터 알아본 역학적에너지 보존법칙

소개

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목차

1. Introduction

2. Theory
가. Projectile motion
나. Free-fall
다. Mechanical Energy Conservation

3. Experiment set-up and procedure
[실험주제 1] Projectile motion
가. 실험기구(준비물)
나. 실험방법
[실험주제 2] Free-fall
가. 실험기구(준비물)
나. 실험방법
[실험주제 3] Mechanical Energy Conservation
가. 실험기구(준비물)
나. 실험방법

4. Results and analysis
[실험주제 1] Projectile motion
(1) 발사각도 = 30°
(2) 발사각도 = 45°
(3) 발사각도 = 60°
[실험주제 2] Free-fall
[실험주제 3] Mechanical Energy Conservation
[3-1 추가 실험] 회전 가능한 최소 높이 구하기

5. Conclusion

6. References

본문내용

자유낙하초기높이와 낙하종점에서의 높이, 그리고 낙하시간을 알면 우리는 중력가속도 의 값을 알 수 있다.

다. Mechanical Energy Conservation
공의 회전관성 : , 공의 각속도 : , 공의 반지름 : , 회전운동에너지 : 병진운동 속도 : (, )
역학적 에너지() :
일반적으로 운동하는 물체의 위치에너지와 운동에너지는 서로 전환할 수 있으며, 보존되지 않는 힘이 외부 힘으로 작용하지 않는 한 서로 전환하며 그 합은 항상 일정하게 유지된다. 이러한 관계를 역학적 에너지보존법칙이라 하며, 이 법칙이 성립하는 역학계를 보존계라고 한다. 하지만 이 경우 에너지보존법칙은 역학적 과정에 한해 성립되는 것이며, 여기에 다른 형태의 에너지 (열, 전기 등)가 관여할 때는 성립하지 않는다. 이번 실험에서 우리는 공과 선로상의 마찰에 의한 열에너지, 소리에너지 등을 무시하고 오직 역학적 과정에 초점을 둘 것이다.

3. Experiment set-up and procedure

[실험주제 1] Projectile motion
가. 실험기구(준비물)
Projectile Launcher, Standard Bar, I-CA System(camera, capture board, Physics View software), Plastic Color Ball(red, 27.03g), Clamp, computer

그림 . Projectile Launcher
나. 실험방법
1) 오른쪽 그림과 같이 Projectile Launcher를 장치한다.
2) 물체(red ball)의 운동이 화면에 잘 들어올 수 있게 I-CA System Camera를 장치한다.
3) Physics View software를 실행하고 좌표축을 설정한다.
4) Projectile Launcher에 물체를 장착하고 발사단계를 2단계로 설정한다.

참고자료

· D. Halliday / R. Resnick / J. Walker, "Fundamentals of Physics: Extended 7/e", Chapter 2, 4, 7, 8, 10, 13 John Wiley & sons, inc (2006)
· Richard Wolfson, "Essential University Physics: volume 1", chapter 2, 6, 7, 8, 10, Pearson Addison Wesley.
· http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/hframe.html
· Department of Physics - General Physics LaboratoryⅠ spring Semester 2010, Experiment 1, 2, 3 KAIST