한양대학교-일반물리학실험1-도르래-역학적 에너지 보존, 100점 레포트

소개글

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목차

1. 실험 제목

2. 개요

3. 이론 및 원리
3.1. 도르래
3.2. 역학적 이득
3.3 역학적 효율
3.4 역학적 에너지 보존

4. 실험 장치 및 방법
4.1. 실험 장치
4.2. 실험 방법

5. 실험결과
5.1. 실험 1. 미끄러짐 마찰과 고정 도르래 비교
5.2. 실험 2. 복합 도르래를 이용한 기계적 이득과 효율

6. 분석 및 토의

7. 동영상 속 강의 질문 해결

8. 참고문헌

본문내용

1. 실험 제목
도르래-역학적 에너지 보존

2. 개요
무거운 물체를 들어 올리고 옮길 때 우리는 흔히 도르래를 사용한다. 도르래에는 크게 3종류가 있다. 고정 도르래, 움직 도르래 그리고 고정 도르래와 움직 도르래를 복합적으로 연결한 복합 도르래가 있다. 고정 도르래는 힘의 방향을 바꿔주지만 힘 의 이득은 없다, 움직 도르래는 힘의 이득은 보지만 줄을 당기는 거리가 늘어난다. 우리는 물체에 줄을 연결해 끌어 올릴 때 여러 도르래를 사용하여 역학적 이득과 역학적 효율을 구해 어떤 도르래를 사용하는 것이 좋은지 알아 보고자 한다.

3. 이론 및 원리
3.1 도르래
바퀴에 줄이나 사슬을 걸어 물건을 움직이는 장치. 더 적은 힘으로 물체를 옴기거나 힘의 작용 방향을 바꾸기 위해 사용된다. 힘이 절약된 정도에 비 례하여 물체가 움직인 거리보다 물체를 들어올리기 위해 줄을 당기는 거리 가 늘어난다.
3.1.1 고정 도르래
바퀴의 축이 고정된 형태의 도르래. 힘의 작용 방향을 바꿔주는 역할을 한다. 물체가 움직인 거리와 물체를 들어올리기 위해 줄을 당기는 거리가 같다. 또 장력은 물체의 무게와 같다. 따라서 힘이 달라지지 않는다.
3.1.2 움직 도르래 바퀴의 축이 움직이는 도르래. 물체를 들어올리는 힘이 반으로 줄어든다. 나머지 반은 줄 한 쪽이 고정된 천장이 지지한다. 움직 도르래를 이용하여 물체를 들어올릴 때는 물체가 움직이는 거리의 두 배 만큼 더 줄을 당겨야 한다. 즉, 힘은 절반으로 줄어들지만, 줄을 당기는 거리는 두 배가 되므로 일의 양은 고정 도르래를 쓸 때와 움직 도르래를 쓸 때 모두 같다.
3.1.3 복합 도르래 고정 도르래와 움직 도르래를 복합적으로 연결한 도르래. 연결된 움직 도 르래의 개수와 줄을 연결한 형태에 따라 필요한 힘과 당기는 줄의 길이가 달라진다.
3.2 역학적 이득
얼마나 적은 힘으로 같은 일을 할 수 있는지를 나타내는 값이다.

참고 자료

한양대학교 물리교재위원회, “일반물리학 실험”, 한양대학교 출판부(2020), p.49-p.53