역학적에너지보존실험

소개

"역학적에너지보존실험"에 대한 내용입니다.

목차

1. 실험제목
2. 실험목적
3. 실험이론
4. 관찰 및 결과
5. 분석 및 토의
6. 결론
7. 참고문헌

본문내용

1. 실험제목
: 역학적 에너지 보존 실험

2. 실험목적
: 실에 매달린 추의 위치에너지와 운동에너지의 변화를 측정하여 추가 가지는 역학적 에너지가 보존됨을 확인한다.

3. 실험이론
(1) 위치에너지
: 중력이나 정전기력과 같은 보존력이 작용하는 공간 내에 물체가 있을 때, 기준점으로부터의 물체의 위치에 따라서 정의되는 에너지를 위치에너지라고 한다. 중력이 일정하다고 가정하고 지표면을 기준 높이로 정할 때, 지표면으로부터 높이 h에 있는 물체가 지표면에 도달하는 동한 중력이 물체에 하는 일은 mgh이다. 따라서 이 일의 양이 높이 h에 위치한 물체의 위치에너지이다.

< 중 략 >

5. 분석 및 토의
(1) <표2>에서 속도의 차이가 발생하는 요인을 분석해 보자.
<표2>의 는 면도칼에 실이 끊기기 직전의 속도이고, 는 실이 끊어진 이후 자유낙하 운동을 하여 지면에 도달하기 직전의 속도를 나타낸다. 이 과정에서의 변화가 속도의 차이를 발생시키는 것으로 보인다. 우선적으로 추가 움직일 때 공기마찰에 의한 영향을 고려하지 않았다. 추와 공기간의 마찰로 인하여 운동할수록 속도는 점점 느려지게 될 것이다. 또한 면도날과의 충돌로 손실이 있기 때문이다. 면도날과의 충돌로 실이 끊어질 때는 손실이 있는 충돌이므로 완전 탄성 충돌로 볼 수 없다.

(2) <표3>에서 에너지의 차이가 발생하는 요인을 분석해 보자.
<표3>에서는 와 최고점과 최저점에서의 각각의 에너지를 나타냈다. 이론적으로는 에너지 보존법칙에 의하여 최고점과 최저점에서의 에너지는 동일하였어야 한다. 그러나 최저점과 최고점에서의 속도차이로 인하여 에너지차이가 존재하였다. 속도차이의 이유는 공기와의 마찰이 있었기 때문이고 공기와의 마찰로 에너지가 열에너지와 같은 에너지로 바뀌어 에너지 손실 발생에 의한 차이가 나타났을 것이다.

참고자료

· Raymond A, Serway 외 1명, (2014), 최신대학물리학1 대학물리학교재편찬위원회 역(5판), 북스힐
· 파인만 외 2명, 승산출판사, 파인만의 물리학강의 vol.1 (9장. 뉴턴의 역학)