단진자 운동 결과 리포트

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목차

1. 요약
2. 서론
3. 이론
4. 실험
5. 결과
6. 토의 및 결론
7. 참고문헌

본문내용

요 약
이 실험은 단진자를 이용하여 임의의 높이에서 떨어뜨려 지면에 닿기까지의 운동을 통하여 위치 에너지와 운동 에너지를 측정할 수 있고 이러한 에너지들의 변환을 통하여 역학적 에너지 보존이 성립하는 것을 알아본다. 따라서 진자의 추를 스탠드에서 놓으면 스탠드 위를 구른 후 지면으로 떨어지게 된다. 그 후 추가 이동하여 떨어진 거리를 측정한다. 이러한 방법으로 여러 번 추를 굴려 실험을 반복함으로써 실험의 정확성을 높인다. 추의 질량, 떨어진 거리, 지면으로부터 스탠드의 높이, 그리고 진자가 지면에 닿는데 걸리는 시간을 통해 속도를 구할 수 있다. 이 속도를 통해 운동 에너지 K``=` {1} over {2} mv ^{2}을 구할 수 있다. 한편으로, 스탠드의 높이, 추의 질량, 그리고 중력가속도를 통해 위치 에너지 U`=`mgh를 구할 수 있다. 이러한 방법을 통해 운동에너지와 위치 에너지를 구할 수 있다. 이 실험에서 계산한 위치 에너지와 운동 에너지의 차가 0이 되지 않는 이유는 위치 에너자와 운동에너지가 아닌 다른 형태의 에너지로 전환되기 때문이다. 예를 들어 진자의 추가 굴러오면서 지면과 발생하는 마찰과, 공기와의 마찰, 마찰이 일어나면서 생기는 열 등에 의해 다른 형태의 에너지로 전환되어 오차가 발생한다. 따라서 U – K의 값은 에너지 보존 법칙에 의하여 0에 근접함을 알 수 있다.

1. 서 론
단진자란, 추에 실을 묶고 실을 천장 같은 지면과 수직인 면에 고정시켜 진동시키는 진자이다.[1]
단진자가 마찰이 없는 곳에서 운동한다면, 추는 일정한 상태를 계속 유지한다. 이 운동에서 우리는 역학적 에너지 보존을 알 수 있다. 추의 위치가 가장 낮을 때는 추의 운동 에너지가 가장 크고, 추의 위치가 가장 높을 때는 추의 운동 에너지가 가장 작다. 한 물체를 임의의 높이에서 낙하시켜보도록 하자. 처음 높이에서 정지해 있던 물체가 자유낙하 한다면 처음 속도는 0이다.

참고 자료

네이버 과학용어 사전 “단진자”
문창범 저, 물리학실험입문
SP Pendulum Lab “simple pendulum”