시지프스의 고민 (서울대학교 물리학실험 1) 1등 보고서

소개

"시지프스의 고민 (서울대학교 물리학실험 1) 1등 보고서"에 대한 내용입니다.

목차

1. 서론
1.1 실험 목적
1.2 이론적 배경

2. 본론
2.1 실험 방법
2.2 데이터 및 결과
2.3 오차분석

3. 실험 결론 및 토론

본문내용

1. 서론
1.1 실험 목적
본 연구는 Tracker 프로그램을 활용하여 궤도를 따라 굴러가는 공의 위치와 속도를 측정하고, 물체가 낙하하는 동안 역학적 에너지 보존이 성립하는지 확인하였다. 이때 회전운동에너지까지 포함하였다. 그리고 공을 낙하시킬 때 원형 궤도를 벗어나는 최소 낙하 높이의 이론값과 실험값을 구하고 서로 비교하였다.
1.2 이론적 배경
1.2.1 관성모멘트와 회전운동에너지 [1]
관성 모멘트(moment of inertia)란 회전 운동의 관성에 해당하는 양이다. 관성 모멘트 정량적 정의는 다음과 같다.

<중 략>

2. 본론
2.1 실험 방법
준비물: 서로 질량이 다른 두 공, 휴대폰 거치대, 궤도, 휴대폰, Tracker 프로그램, 전자저울, 기준자, 버니어 캘리퍼스
통제 변인: 빗면 궤도와 지면과의 각도(45도)
2.1.1 궤도와 공의 물리량 측정
전자 저울을 활용하여 서로 다른 두 공의 질량을 측정한다. 그리고 버니어 캘리퍼스로 두 공의 반지름과 궤도의 반지름(r), 거리 d를 측정한다. 이때 두 공의 대원을 기준으로 측정한다.
2.1.2 빗면 레일 위에서 역학적 에너지 측정
조작 변인: 공의 질량, 낙하시키는 높이
레일은 경사진 빗면 부분(직선 궤도)과 원형 궤도로 이루어져 있다. 큰 공을 높이를 다르게 하여(0cm, 10cm, 13cm, 15cm, 20cm) 레일의 빗면 부분을 따라서 낙하시킨다. 그리고 Tracker 프로그램을 활용하여 시간별 속도와 높이를 구하고 공의 역학적 에너지를 구하여 보존되는 여부를 확인한다.
작은 공도 마찬가지로 높이를 다르게(0cm, 5cm, 7cm, 10cm) 하고 레일의 빗면에서 낙하시킨 뒤 동일한 방법으로 실험하였다.
모든 실험은 각각 3번씩 진행하고 얻은 실험값의 평균을 역학적 에너지로 결정하였다.
2.1.3 원형 궤도에서 최고지점 도달 여부 확인
조작 변인: 공의 질량, 낙하시키는 높이

참고자료

· Walker, Haliday and Resnick, Principles of Physics 10th ed, Wiley, New York(2014) 339p
· Fowles, Cassiday, Analytical Mechanics, 7th ed, Cengage Learning, Massachusetts(2011) 374p
· Raymond A.Serway, John W.Jewett, Physics for Scientists and Enigeers with modern physics 9th ed. Cengage, 105p