일반물리학실험1 - 한양대 에리카 - 도르래, 역학적 에너지 보존

소개

한양대 에리카 일반물리학실험 1 A+ 레포트

목차

1. 실험제목
2. 실험목적(Introduction)
3. 방법(Method)
4. 결과 (Results)
5. 분석 및 토의 (Discussion)
6. 결론
7. 참고문헌 (References)

본문내용

1. 실험제목
본 실험은 ‘도르래-역학적 에너지 보존’ 실험이다.
2. 실험목적(Introduction)
본 실험을 통해, 마찰을 이용해 추를 들어올리는 경우와, 도르래를 이용해 추를 들어 올릴 경우의 역학적 에너지 효율을 비교한다. 기계적 이득을 얻기 위한 복합도르래를 구성해보고 역학적 에너지 보존을 검증할 수 있다.
3. 방법(Method)
3.1 이론 및 원리
(1) 역학적 에너지 보존
역학적 에너지(기계적 에너지)란 물체의 운동 상태에 따라 결정되는 위치에너지와 운동 에너지의 합을 의미한다. 마찰이나 공기 저항과 같은 다른 외력이 없다면, 물체의 역학적 에너지는 항상 일정하게 보존된다는 ‘역학적 에너지 보존 법칙’이 성립한다. 하지만 현실에서는 물체가 운동할 때, 물체의 역학적 에너지가 다른 형태로 전환되기 때문에 역학적 에너지 보존이 완벽하게 이뤄지긴 어렵다.
(2) 위치 에너지와 운동 에너지
위치 에너지란 보존력이 작용하는 공간 내에 있는 물체가 위치에 따라 잠재적으로 가지는 에너지이다. 위치 에너지의 공식은 다음과 같다.
   ×  ×    중력가속도   물체의 질량   기준면으로 부터 떨어진
물체의 높이
운동 에너지란 운동하는 물체가 정지해 있을 때에 비해 얼만큼의 에너지를 가지고 있는 지를 나타내는 물리량이다. 위치 에너지의 공식은 다음과 같다.
     물체의 질량   물체의 속력 
(3) 일
일은 물체에 힘을 가했을 때, 힘이 가해진 방향으로 움직인 거리와 힘을 곱한 물리량을 의미한다. 단위는 J(줄)을 이용한다.
(4) 도르래
도르래는 바퀴에 끈을 달아서 물체에 가해지는 힘의 방향을 바꾸거나 투입되는 힘의 크기를 줄여주는 장치이다. 고정 도르래, 움직 도르래, 그리고 복합 도르래로 구성된다.

참고자료

· David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker “일반물리학1”, 텍스트북스(2021), p133~p182
· 이운환, "편리한 도구-지레."-- (2002), p130~p133
· David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker “일반물리학1”, 텍스트북스(2021) p111~p115