일물실 실험6 구슬 롤러코스터

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목차

1. 실험제목
2. 실험목적
3. 실험이론
4. 실험결과
5. DISCUSSION

본문내용

1. 실험 제목: 구슬 롤러코스터

2. 실험 목적: 롤러코스터처럼 수직으로 한 바퀴 회전하는 운동에 필요한 조건을 이해한다.

3. 실험 이론:

문제: 캘리포니아 발렌시아에 있는 롤러코스터 ‘위대한 미국 혁명호’에는 반지름이 6.3m인 고리의 고리가

설치되어 있다. 롤러코스터 차가 꼭대기에서 떨어지지 않으려면 차의 속력은 최소 얼마이어야 하는가?

⇒ 롤러코스터 차가 꼭대기에서 받는 힘은 수직력+중력( F=n+mg )이다. F=ma인데 가속도는 원의 중심을 향하고

a= {v ^{2}} over {r}이다. 즉, F= {mv^2} over {r}=n+mg이다. 여기서 속력을 구하게 되면 v= sqrt {( {nr} over

{m} )+gr}이다. r,m,g가 정해져 있으므로 n이 최소일 때 롤러코스터 차가 꼭대기에서 떨어지지 않기 위한 차의

최소속력이다. 따라서 n=0일 때, 속력은 v _{최소} = sqrt {gr} = sqrt {9.8 TIMES 6.3} =7.9m/s이다.

4. 실험 결과

1. 에너지 변환

(1) 아래 그림과 같이 글루건(glue gun)과 실리콘을 이용해서 경사진 레일을 설치한다. 필요하면 스탠드나 주위 물건들도 사용하라.

(주의 사항: 휘어있는 레일에 직접 뜨거운 실리콘을 붙이면 레일이 꺽이고 변형된다)

(레일의 변형을 막기 위해, 먼저 실리콘으로 레일을 덧판에 붙이고 식힌 다음, 덧판을 바닥에 붙이면 된다.)

(2) 높이 h1에서 쇠구슬을 굴렸을 때 바닥에서의 속력(v)과 최종 높이 h2를 예측해보라.

참고 자료

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