[실험 레포트] 동역학 결과 레포트

소개

[실험 레포트] 동역학 결과 레포트
1. 역학적 에너지 보존 실험
2. 탄성, 비탄성 충돌에서의 운동량 보존
3. 관성모멘트 측정 실험

목차

1. 역학적 에너지 보존 실험
1.1. 실험 목적
1.2. 이론
1.3. 실험장치
1.4. 실험방법
1.5. 실험결과의 정리

2. 탄성, 비탄성 충돌에서의 운동량 보존
2.1. 실험 목적
2.2. 이론
2.3. 실험장치
2.4. 실험 방법
2.5. 실험 결과의 정리
2.6. 토의

3. 관성모멘트 측정 실험
3.1. 실험 목적
3.2. 이론
3.3. 실험장치
3.4. 실험 방법
3.5. 실험결과의 정리

본문내용

1. 역학적 에너지 보존 실험
1.1. 실험 목적
마찰이나 공기저항 등 비보존력이 작용하지 않는 보존계에서는 운동에너지와 위치에너지의 합인 역학적 에너지가 보존된다. 실험의 목적은 수직 방향으로 발사된 볼의 운동에너지가 위치에너지로 전환되며, 그 합인 역학적 에너지의 총량이 보존된다는 사실을 확인하는 것이다.

1.2. 이론
볼의 전체 역학적 에너지는 위치에너지(PE)와 운동에너지(KE)의 합이며, 마찰이 없을 때 전체 에너지는 보존된다. 볼이 수직방향의 위로 발사될 때, 초기 위치에너지(PE)는 0으로 정의되고 운동에너지(KE)는 이다. 여기서, m은 볼의 질량, v0는 발사지점에서의 볼의 초기속도를 의미한다. [그림 3.1]에서와 같이 볼이 최고 높이에 도달하면 볼의 속도는 “0”이 되고, 결과적으로 운동에너지가 “0”이다. 발사지점에서부터 h 만큼 높은 위치에 있는 볼의 위치에너지는 PE=mgh이고, g는 중력가속도를 의미한다. 역학적 에너지 보존법칙에 의하면 “운동에너지(KE) + 위치에너지(PE) = 일정”이므로 초기 볼의 운동에너지는 최고 높이에서의 위치에너지와 동일하다. 운동에너지를 계산하기 위해서는 볼의 초기속도가 필요하다. 초기속도 v0는 발사체를 수평으로 하여 발사하는 투사체 운동을 이용하여 구할 수 있다.

초기속도 v0로 수평방향으로 발사된 볼의 수평 비행거리(x)와 수직 하강높이(y)는 다음과 같이 계산된다.

단, t는 볼의 비행시간(sec)이다.
따라서 볼의 초기속도는 수평 비행거리(x)와 수직 하강높이(y)를 측정하여 구할 수 있다.

① [그림 3.1]처럼 발사대를 튼튼한 테이블의 한쪽 면에 고정시키고 발사대가 수직 위 방향을 향하게 한다.
② 시험적으로 볼을 발사해서 볼이 천장에 닿지 않는지 확인한다. 만약 그렇다면 실험기구의 발사강도를 낮추거나 발사대를 바닥에 더 가까이 놓는다.
③ 발사대의 각도를 조절하여 테이블에 평행하게 맞추어 볼이 수평으로 발사될 수 있게 한다.

참고자료

· 없음