역학적에너지 보존실험 레포트(예비+결과)-물리 1 및 실험

소개

물리 1 및 실험과목에서 '역학적 에너지 보존'실험 레포트 입니다.
레포트 점수 만점 받았습니다.

목차

1. 실험제목

2. 실험목적

3. 실험이론
가. 운동 에너지
나. 위치 에너지
다. 역학적 에너지
라. 역학적 에너지 보존법칙

4. 관찰 및 결과
가. 추의 질량과 위치 측정

5. 분석 및 토의
가. 최저점에서 속도 비교
나. 역학적 에너지 보존 확인
다. [질문1] <표2>에서 속도의 차이가 발생하는 요인을 분석해 보자
라. [질문2] <표3>에서 에너지의 차이가 발생하는 요인을 분석해 보자.
마. [생각해보기] 스윙하고 있는 추가 최고점에서 가지고 있는 위치에너지는 어떻게 되는가? 다른 형태의 에너지로 변환되는가? 이 과정에서 에너지는 보존되는가?

6. 결론

7. 참고문헌

본문내용

1. 실험제목
역학적 에너지 보존 실험

2. 실험목적
실에 매달린 추의 위치에너지와 운동에너지의 변화를 측정하여 추가 가지는 역학적에너지가 보존됨을 확인한다.

3. 실험이론
지구 상에서 중력을 받으면서 움직이는 물체의 위치에너지(또는 중력 퍼텐셜 에너지)와 운동에너지는 시간이 지나면 각각 변하지만, 그들의 합인 역학적 에너지는 시간이 지나도 일정하다.

한쪽 끝이 고정되어 있는 가벼운 실의 반대쪽 끝에 매달려 있는 질량이 m인 추가 왕복운동하고 있다고 하자. 추가 도달하는 가장 낮은 지점을 기준점으로 잡으면, 지면에 수직방향으로 기준점으로부터 높이 h에 있는 추의 위치에너지 U=mgh이다. 추의 위치에너지는 가장 낮은 지점에 있을 때 가장 작고 (즉,0) 추가 최고점에 도달하면 위치에너지도 최고가 된다. 반면, 추의 운동에너지 K는 추의 속력이 v이면 K=1/2mv²으로서, 최저점에서 가장 크고 최고점에서는 최소(즉,0)이다. 역학적 에너지가 보존되면, 최고점의 높이가 h이면 최저점에서 추의 속력은..

<중 략>

나.위치 에너지
보존력이 작용하는 공간 내에 있는 물체가 위치에 따라 잠재적으로 가지는 에너지. 각 위치에서 기준 위치까지 물체가 이동하는 동안 보존력이 물체에 하는 일의 양으로 위치에너지의 값을 정의한다. 기준점을 정하는 방법에 따라 다른 값을 가질 수 있지만 위치에너지의 절댓값은 물리적 의미가 없고, 그 차이만이 의미를 가진다. 중력이나 정전기력과 같은 보존력이 작용하는 공간 내에 물체가 있을 때, 기준점으로부터의 물체의 위치에 따라서 정의되는 에너지를 위치에너지라고 한다. 물체가 현재의 위치로부터 기준점까지 이동하는 동안에 보존력이 물체에 하는 일의 양으로 위치에너지를 정의한다.
지표면 근처의 중력장을 예로 들면, 이는 보존력장(보존력이 작용하는 공간)으로 각 위치에서 중력은 거의 일정한 크기를 가지며 모두 지구 중심방향을 향한다.

참고자료

· 김창배 외 8명. (2014). 대학물리학실험. 북스힐
· 네이버 지식백과. 중력에 의한 위치 에너지
· (https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1261910&cid=40942&categoryId=32229)
· 네이버 지식백과. 운동 에너지
· (https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1130720&cid=40942&categoryId=32227)
· 네이버 지식백과. 위치 에너지
· (http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1131914&cid=40942&categoryId=32227)
· 네이버 지식백과. 역학적 에너지
· (http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1126323&cid=40942&categoryId=32230)
· 위키 백과. 역학적 에너지
· (https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%97%AD%ED%95%99%EC%A0%81_%EC%97%90%EB%84%88%EC%A7%80)