일반물리실험 역학적 에너지 보존 실험

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목차

1. 실험 제목

2. 실험 목적

3. 실험 이론

4. 실험 방법

5. 실험 결과
1) 거리 D가 변할 때 (1m, 0.7m, 0.5m)
2) 질량 m이 변할 때 (0g, 100g, 200g)
3) 높이 h가 변할 때 (8cm, 10cm, 12cm)

6. 분석 및 토의

본문내용

1. 실험 제목 : 역학적 에너지 보존 실험

2. 실험 목적 : 운동에너지와 위치에너지를 구하여 역학적 에너지가 보존되는지 확인한다.

3. 실험 이론
-운동에너지 : 운동에너지는 K = 1/2mv^2 로 정의한다. 일W는 W=∫ ma dx 로 나타낼 수 있는데 ma dx = m dx/dt dx = mv dv 이므로 다음과 같이 일을 정리할 수 있다.

<중 략>

따라서 W = 운동에너지 K의 변화량이라고 할 수 있다. 이를 일-에너지 정리라고 하며 운동에너지의 변화는 모든 힘에 의한 일의 총합으로 스칼라 량이다.
K=1/2mv^2 p에서 물체의 질량이 증가하면 증가한 질량에 비례하여 운동에너지가 증가하고 물체의 운동속도가 빨라져도 운동에너지가 증가한다는 것을 알 수 있다.

-위치에너지 : 위치 에너지는 퍼텐셜 에너지라고도 하며 위치에너지는 물체의 위치의 함수로 결정되는 에너지라는 뜻으로 위치에너지 U = mg△h 로 정의한다. 따라서 물체의 높이가 높아질수록 위치에너지는 증가하고 물체의 질량이 증가해도 위치에너지가 증가한다는 것을 알 수 있다.

<중 략>

4. 실험 방법
① 수평자를 이용해 에어트랙의 수평을 맞추고 에어트랙의 한 쪽 높이 h를 조절한다.
② 포토게이트 타이머의 모드를 gate 모드로 설정한다.
③ 글라이더를 출발시켜 각각의 포트게이트를 지날 때 시간 t 를 측정한다.
④ 시간 t 를 이용하여 속력을 구하고 (v=D/t) 운동에너지를 계산하여 구한다.
⑤ 위의 과정을 거리 D가 변수인 경우 (D = 1m, 0.7m, 0.5m 로 바꾸어 실험) , 글라이더의 질량 가 변수인 경우 (m = 0 , 100, 200 으로 바꾸어 실험) , 높이 h가 변수인 경우 (h = 0.08m, 0.1m, .0.12m 로 바꾸어 실험) 인 경우에 대하여 각각 실험을 진행한다.

참고 자료

신규승 외 10명 / 일반물리학 / 형설출판사 / 2018 / p79~83