4.예비 Report - 역학적 에너지 보존

목차

1. 실 험 목 적
2. 실 험 원 리
3. 실험 기구 및 장치
4. 실 험 방 법

본문내용

1. 실 험 목 적

경사면과 원주궤도를 따라서 쇠구슬을 굴리는 과정에서 쇠구슬의 회전운동 에너지를 포함하는 역학적 에너지의 보존을 관찰한다.

2. 실 험 원 리
경사면의 높이가 h인 곳에서 반지름이 r이고 질량이 m인 쇠구슬이 정지상태에서 출발하여 굴러오면 쇠구슬은 운동에너지를 가지고, 또한 회전운동에 대한 관성모멘트를 가지게 된다.

<중략>

3. 실험 기구 및 장치

- 쇠구슬의 공간운동장치
- 캘리퍼
- 줄자
- 종이와 먹지
- 수직기
- 각도기

4. 실 험 방 법

(1) 쇠구슬의 공간운동장치를 첫 번째 그림과 같이 끝점 C가 수평을 유지하도록 실험대에 장치하고 트랙의 끝점 C로부터 지면까지의 거리 y를 측정한다.
(2) 쇠구슬의 출발점의 높이를 변화시키면서 쇠구슬이 원형트랙의 꼭지점 T를 간신히 접촉하면서 지나갈 때의 출발점의 높이 h를 측정한다.
(3) 쇠구슬의 예상낙하지점에 먹지와 종이를 깔고 과정 (2)에서 정한 높이 h에서 쇠구슬을 굴러내려 수평거리 x를 5회 측정한다.
(4) 점 C에서 쇠구슬의 속도 를 x와 y를 사용하여 계산한다.
(5) 식(2)에 h 값을 대입하여 구한 쇠구슬의 속력 과 비교한다.
(6) 과 이 같지 않다면, 그 이유를 생각해보고 역학적 에너지의 손실를 구하라.
(7) 쇠구슬의 공간운동장치를 두 번째 그림과 같이 끝 부분이 수평면과 각 를 이루도록 설치하고 과정 (2)와 같은 실험을 통하여 높이 를 측정하고, 점 C와 지면의 수직거리 과 원형트랙의 반지름 R을 재어 기록한다.
(8) 과정 (7)에서 측정한 가 식 (6)을 만족하는 지 검토해보아라.
(9) 쇠구슬의 예상낙하지점에 먹지와 종이를 깔고 과정 (7)에서 정한 높이 에서 쇠구슬을 굴러내려 수평거리 를 5회 측정한다.
(10) 과정 (7)과 (9)에서 측정한 , 및 의 값을 식 (13)에 대입하여 를 계산하고 이를 식 (11)에 대입하여 를 구한다.
(11) 식 (9)에서 를 계산하고 과정 (10)에서 구한 과 비교하여 같지 않다면 이유를 생각해보라.

참고자료

· 일반 물리학 실험 / 건국대학교 물리학과 ․ 나노과학기술전공 / 북스힐 / 89p~96p
· HIGH TOP 물리 / 두산동아