일반물리학실험 A+레포트 역학적에너지보존법칙

소개

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목차

1. 실험 제목(Subject of the experiment)

2. 실험 목적(Purpose of the experiment)

3. 이론 및 원리(Theory)
3-1) 역학적 에너지
3-2) 에너지보존법칙
3-3) 역학적에너지의 전환
3-4) 운동에너지
3-5) 퍼텐셜에너지
3-6) 탄성퍼텐셜에너지
3-7) J(줄)
3-8) 공기저항
3-9) 비보존력

4. 장치 및 방법(Experimental method)
4-1) smart cart
4-2) 1.2m track
4-3) Angle indicator
4-4) Elastic bumper
4-5) Magnetic bumper
4-6) 책
4-7) 실험 방법

5. 실험결과(Results)
5-1) 측정 값
5-2) 계산 값

6. 분석 및 토의(Discussion)

7. 결론

본문내용

1. 실험제목
역학적 에너지 보존법칙

2. 실험 목적
물체의 속도, 변위, 높이를 측정하여 운동에너지, 퍼텐셜에너지, 역학적에너지의 값을 계산해 볼 수 있다. 실제 측정된 에너지 값과 비교해보며 오차가 발생하였다면 그 원인이 무엇인지 생각해 볼 수 있다.

3. 이론
3-1) 역학적 에너지
운동에너지와 위치에너지의 합을 의미한다.

<중 략>

3-2) 에너지보존법칙
물리학의 기본법칙으로 에너지가 다른 에너지로 변환 될 때, 변환 전과 변환 후의 총합이 일정하게 보존되는 것을 말한다. 외부의 저항이나 마찰력이 작용하지 않을 경우 운동하는 물체가 가진 역학적 에너지는 항상 일정하게 보존된다. 1843년 제임스 줄은 ‘줄의 실험 장치’를 개발하여 열의 일당량을 측정해냄(1cal=4.2J)과 동시에 역학적에너지와 열량 사이의 관계를 최초로 밝혀냈다. 이후 일과 열은 에너지 손실 없이 상호변환됨이 확인되었고, 19세기 중반 ‘에너지’라는 개념이 생성되었다. 마찰이나 공기저항을 무시한다면 다음과 같이 나타낼 수 있다.

<중 략>

3-6) 탄성퍼텐셜에너지
용수철이나 고무줄과 같이 탄성력을 가진 탄성체의 길이가 변화할 때 가지는 에너지를 의미한다. 탄성체는 늘리거나 줄였을 때, 본래의 모습으로 돌아가고자 하는 성질이 있다. 이렇게 본래의 모양으로 돌아가는 동안의 에너지를 가지는데, 이를 탄성퍼텐셜에너지라고 한다. F=-kx로 나타낼 수 있으며 k는 용수철 상수, x는 변형된 물체의 길이를 나타낸다.
3-7) J(줄)
‘줄(J)’은 일과 에너지, 열량을 표시할 때 사용하는 단위이다. 1J은 1N이 힘이 작용하여 물체가 1m 이동했을 때 한 일의 양이다. 따라서 1J=1N×m로 나타낼 수 있다.

참고자료

· David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker 일반물리학 제 11판, 13장, 텍스트북스, 2021