(A+) 일반물리학실험1 도르래-역학적에너지보존 레포트

소개

일반물리학실험1,2 과목 모두 수강하였고, 두 과목 다 A+ 받았던 레포트입니다!
과제용 질문과 토의에 신경을 많이 썼기 때문에 도움 되실거라고 생각합니다!

목차

1. 도르래-역학적 에너지 보존

2. 실험 목적

3. 방법
1) 이론 및 원리
2) 장치 및 방법
3) 장치
4) 방법

4. 결과

5. 분석 및 토의

6. 과제용 질문

7. 결론

8. 참고문헌

9. 그림출처

본문내용

실험목적 (Introduction)
도르래를 이용하였을 때와 마찰을 이용하였을 때의 역학적 에너지의 효율을 비교해보는 것이 실험의 목적이다. 또한, 기계적 이득을 얻을 수 있는 복합 도르래를 구성하여 역학적 에너지 보존 실험으로 검증한다.

방법 (Method)
1. 이론 및 원리
기계란 자고로 손쉽게 일을 하기 위해 고안된 것이다. 본 실험에서 사용한 도르래 역시 이러한 기계의 일종이다. 도르래란 힘의 방향을 바꾸어주거나 작은 힘으로도 큰 힘을 낼 수 있게 해주는 장치를 말한다. 도르래의 종류는 크게 고정 도르래와 움직 도르래로 나눌 수 있다. 고정 도르래는 힘의 이득은 없다. 그러나 힘의 방향을 바꾸어준다, 반면 움직 도르래는 힘에서 이득을 볼 수 있는 도르래이다. 이번 실험에서 사용한 복합 도르래는 이러한 고정 도르래와 움직 도르래를 함께 사용한 도르래를 말한다. 복합 도르래와 같은 복합 기계는 기본 기계들의 조합으로 일을 더 쉽게 할 수 있도록 도와준다. 역학적 이득, 기계적 이득이란 얼마나 쉽게 일을 수행할 수 있는지, 다시 말해 얼마나 적은 힘으로 동일한 일을 할 수 있는지를 말한다. 본 실험에서 출력되는 힘은 추의 무게이고, 입력되는 힘은 평균 힘이다.
본 실험에서 필요한 역학적 에너지 효율을 이해하기 위해 에너지 효율에 대해 간략히 말하자면, 에너지 효율이란 에너지가 전환되는 과정 속에서 손실되는 에너지의 양이 얼만큼인지를 나타낸 것이다. 세상의 모든 기계는 1이 되지 않는 에너지 효율을 가진다고 한다. 마찰과 같은 다른 요인들로 인해 완전히 에너지가 전달되지 않기 때문이다. 역학적 에너지 효율를 구할 때 전달된 에너지는 추의 무게에 추의 이동거리를 곱하여 구하고, 기계의 작용된 에너지는 평균힘과 용수철 저울을 당긴 거리를 곱하여 아래와 같이 구할 수 있다. 이처럼 기계를 통해 전달되지 못한 에너지들은 기계 내부에 저장 혹은 주변을 데워주는 열E의 형태로 발산된다.

참고자료

· 한양대학교 물리교재위원회, “일반물리학실험”, 한양대학교 출판부(2020년), 49p-52p
· 김인영, 이준형, 박승, 김준기. (2016). 웜기어를 활용한 개량형 거중기 모델 연구. 대한기계학회 춘추학술대회, (), 633-637
· Beer, Ferdinand Pierre, “(Beer의 알기 쉬운) 동역학”, Mc Graw Hill
· Education : 맥그로힐에듀케이션코리아, 2017