[결과레포트] 역학적에너지보존 (물리)

소개

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계산하는 식 포함 되어 있습니다.

스윙하고 있는 추가 최고점에서 가지고 있는 위치에너지는 어떻게 되는가? 다른 형태의 에너지로 변환되는가? 이 과정에서 에너지는 보존되는가?

[질문 1] <표2>에서 속도의 차이가 발생하는 요인을 분석해 보자.

[질문 2] <표3>에서 에너지의 차이가 발생하는 요인을 분석해 보자.

목차

1. 실험제목
2. 목적
3. 이론
4. 관찰 및 결과
5. 분석 및 결과
6. 결론
7. 참고문헌

본문내용

1. 실험제목
역학적 에너지 보존

2. 실험목적
실에 매달린 추의 운동에너지와 위치에너지의 변화를 측정하여 추가 가지는 역학적 에너지가 보존된다는 것을 확인한다.

3. 실험이론
-역학적 에너지
역학적 에너지란 물체의 운동 상태에 따라 결정이 되는 위치에너지와 운동에너지의 합을 말한다. 또한 이 합은 항상 같은 값으로 일정하게 정해진다. 역학적 에너지의 값은 물체가 운동을 시작한 지점의 높이를 기준으로 했을 때 위치에너지의 값과 동일하다. 단, 이때 물체의 가속도는 0이라고 가정을 해야 한다.

-역학적 에너지 보존 법칙
보존력만이 일정하게 작용하는 한에서, 역학적 에너지란 위치에너지와 운동에너지의 합으로 구성되기에 이 값이 항상 일정하게 정해진다. 공기에 대한 저항과 주변 환경에 따라서 역학적 에너지의 총 수치는 변화한다. 따라서 역학적 에너지 보존이란 이론적으로는 완벽하지만, 현실에서는 완벽하게 실현될 수 는 없다.

사진1. 역학적 에너지 보존 실험 관련 사진
한쪽 끝이 고정되어 있는 가벼운 실의 반대쪽 끝에 매달려있는 질량이 m인 추가 왕복운동을 하고 있다. 추가 도달하는 가장 낮은 지점을 기준점으로 잡는다면, 지면에 수직방향으로 기준점으로부터 높이 h에 있는 추의 위치 에너지는 이다. 추의 위치에너지는 가장 낮은 지점에 있을 때, 가장 작고(0이고) 가장 높은 지점에 있을 때 위치에너지는 최고가 된다. 반면에 추의 운동에너지 는 추의 속력이 v라면, 으로 가장 낮은 지점에 있을 때 가장 크고, 가장 높은 지점에 있을 때는 0이다. 따라서 역학적 에너지가 보존된다면 최고점의 높이가 h라면, 최저점에서의 추의 속력은 이다.

참고자료

· 위키백과(2023), 역학적 에너지,
· https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%97%AD%ED%95%99%EC%A0%81_%EC%97%90%EB%84%88%EC%A7%80
· 위키백과(2022), 위치에너지,
· https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%9C%84%EC%B9%98_%EC%97%90%EB%84%88%EC%A7%80
· 위키백과(2023), 운동에너지,
· https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%9A%B4%EB%8F%99_%EC%97%90%EB%84%88%EC%A7%80
· 김창배 외 8명. (2022). 대학물리학실험. 북스힐