일반물리학실험1 - 도르래

소개글

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목차

1. 실험제목

2. 실험목적(Introduction)

3. 이론 및 원리
3-1. 역학적 이득 (기계적 이득)
3-2. 역학적 효율 (에너지 효율)
3-3. 역학적 에너지 보존
3-4. 마찰력
3-5. 도르래
3-6. 장력

4. 실험 장치 및 방법
4-1. 실험 장치
4-2. 실험 방법

5. 실험 결과 (Results)
5-1. 미끄러짐 마찰과 고정 도르래 비교
5-2. 복합도르래를 이용한 기계적 이득과 효율

6. 분석 및 토의 (Discussion)
6-1. 오차 원인

7. 결론

본문내용

1. 실험제목
도르래-역학적 에너지 보존

2. 실험목적(Introduction)
인간은 긴 시간동안 수많은 도구를 발명하고 사용해왔다. 그 중에서도 도르래는 적은 힘으로도 무거운 물체를 쉽게 들어올릴 수 있는 도구이며, 과거에는 우물에서 물동이를 끌어올릴 때, 수원 화성을 지을 때 사용했던 정약용이 만들었던 거중기 등에 쓰였고, 현대에는 크레인, 국기게양대, 엘리베이터, 블라인드 등에 사용되고 있다. 도르래를 사용한 경우와 그렇지 않는 경우의 역학적 효율을 비교하고 도르래의 종류에 따라 달라지는 역학적 효율을 계산혀어 경우에 따라 적절한 도르래를 사용해야하는지 구분하기 위하여 아래의 실험을 진행한다.

3. 이론 및 원리
3-1. 역학적 이득 (기계적 이득)
같은 일을 했을 때 얼마나 더 적은 힘을 들였는지 그 비율을 의미한다. 내가 준 힘을..

<중 략>

3-4. 마찰력
정지한 물체에 힘을 가해도 물체가 움직이지 않는다면 물체가 받은 힘에 비례하나 받은 힘과 반대 방향으로 정지 마찰력이 커져 물체에 작용하는 합력이 0이 된 것이다. 물체가 운동하기 위해서는 최대 정지 마찰력의 크기보다 큰 힘을 가해 주어야 하고 , 움직이는 동안 물체의 운동 방향과는 반대로 운동 마찰력이 발생하여 운동 마찰력이 발생한다. 마찬가지로 기계에 직접 전달되지 않은 에너지의 대부분은 마찰력에 의한 열에너지로 발산되므로 역학적 효율을 높이기 위해서는 마찰을 줄여 열에너지로 손실되는 에너지를 최소한 줄여야 한다.

3-5. 도르래
도르래는 바퀴에 끈이나 등을 이용해 힘의 방향을 바꾸거나 힘의 크기를 줄이는 장치이다. 필요한 힘이 적어지는 대신 이동하는데 필요한 거리가 늘어나기 때문에 필요한 전체 일의 크기는 변하지 않으며 그 종류에는 크게 회전축을 고정한 고정도르래, 회전축이 고정되지 않고 움직이는 움직도르래, 둘의 힘을 혼합한 복합도르래가 있다.

참고 자료

David Halliday 외 2인, 일반물리학1 11판(2021) p. 143-200, 텍스트북스