일반물리실험 1 구슬 롤러코스터 예비 및 결과 레포트

소개

일반물리실험 1 A+ 자료입니다.

예비 레포트 및 결과 레포트로 구성되어 있습니다.

* 실험 과정 내에 조별 토의 내용이 포함되어 있습니다.

목차

Ⅰ. 예비 레포트
1. 실험 목적
2. 실험 이론
3. 실험 기구
4. 실험 방법 요약

Ⅱ. 결과 레포트
1. 실험 과정
2. 실험 결과

본문내용

1. 실험 목적

- 롤러코스터처럼 수직으로 한바퀴 회전하는 운동에 필요한 조건을 이해한다.

※ 예비 보고서: 핵심물리학 5.3장의 보기문제 5.7을 자기의 말로 풀어서 정리한다.

문제: 캘리포니아 발렌시아에 있는 롤러코스터 ‘거대한 미국 롤러코스트’(Great American Revolution)에는 반지름이 6.3m인 원형 트랙이 설치되어 있다. 롤러코스터 차가 원형 트랙의 꼭대기에서 떨어지지 않으려면 차의 속력은 최소 얼마이어야 하는가?

< 중 략 >

- 실험값과 이론값이 차이가 나는 원인을 설명해보라. (생각 없이 습관적으로 ‘마찰 때문’이라고 말하지 말라.) 쇠구슬의 위치에너지가 운동에너지로 모두 변환되지 않았다면 그 나머지 에너지는 어디로 간 것일까?

위에서 상술했듯 이는 이론과 달리 실제 실험에서는 역학적 에너지 보존 법칙이 성립하지 않기 때문이다. 이론에서는, 쇠구슬의 위치에너지가 운동에너지 전부로 변환된다. 처음 쇠구슬의 역학적 에너지를 100이라 한다면, 퍼텐셜 에너지 100, 운동 에너지 0이고, 바닥에서는 퍼텐셜 에너지 0, 운동 에너지 100이 되어 역학적 에너지는 보존된다. 그러나, 실험에서는 위치에너지가 운동에너지 전부로 변환되지 않는다. 전체 위치 E=구슬의 운동 E+ 구슬이 구르는 소리E+ 구슬과 레일 사이의 마찰, 공기저항으로 발생한 열E 등으로 변환되므로, 역학적 에너지는 보존되지 않는다. 그러나 전체 에너지는 형태만 다를 뿐 에너지 총합이 총량과 같으므로 에너지 보존 법칙은 성립함을 알 수 있다.

< 중 략 >

2. 실험 결과

실험의 주제는 구슬 롤러코스터로, 일반적인 내리막, 오르막 롤러코스터와 360도 회전 고리가 포함된 롤러코스터의 두 가지 실험을 진행하였다. 두 가지 실험 모두 에너지 보존 법칙이 핵심이며 이론과 실제의 경우 이론에서는 역학적 에너지 보존 법칙이 성립하나 실제로는 에너지 보존 법칙만 성립함을 보일 수 있었다.

참고자료

· 없음