충북대학교 일반물리학실험 6주차 실험보고서

소개

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목차

없음

본문내용

실험 날짜: 2024년 4월 19일 금요일, 오전 10시

실험제목: 역학적 에너지 보존

실험 목표
1. 외력이 작용할 때 역학적 에너지가 보존이 되는지 확인한다.

실험이론
3. 에너지 보존 법칙(law of energy conservation)
물리적 현상에 따라 한 물체에서 다른 물체로 에너지가 옮겨가거나 물체의 에너지가 다른 종류의 에너지로 변환할 때, 항상 자연계 전체의 에너지의 총량은 일정하게 보존된다는 법칙이다. 이때, 자연계는 내/외부 간 에너지 출입이 없는 고립계를 의미한다. 따라서 에너지는 무에서 유로 생성이 되거나 유에서 무로 사라질 수 없다. 처음 에너지라는 개념이 발견되기 이전에는 기계적 작용, 열, 소리, 빛 등이 모두 다른 개념으로 사용되었지만, 에너지 개념의 발견으로 모두 설명할 수 있게 된다. 또한 에너지 보존법칙의 발견으로 모든 에너지들이 서로 에너지 손실 없이 변환한다는 것을 알았다. 예를 들어 물체가 일정 위치에서 지상으로 떨어질 경우 위치에너지가 운동에너지로 변환되면서 속도가 증가하지만, 위치에너지와 운동에너지의 총합은 일정하게 보존된다.

4. 뉴턴 운동 제2법칙(Newton’s second law)
힘과 가속도의 법칙이라 한다. 힘이란 물체의 운동상태 또는 모양을 변화시키는 원인이고 가속도는 속력의 변화이다. 어떤 물체에 더 많은 힘을 줄수록 그 물체는 더 속력의 변화를 겪으며 움직인다. 결과적으로 가속도(속력의 변화)는 힘과 비례한다. 물체의 질량이 크다고 가정하고 똑같은 힘을 주면 물체가 더 잘 안 움직인다. 가속도(속력의 변화)는 질량과 반비례관계에 있다. 이것을 종합해 보면 a=F/m 여기서 a, F, m은 각각 가속도, 힘, 질량. 그래서 뉴턴의 제2법칙은 F=ma라고 한다.

참고자료

· Randall D. Knight. (2019). 대학물리학 제 4판 (pp. 49-68). n.p.: 교문사.
· 과학문화포털 사이언스올 과학백과사전