강체의 공간운동

소개

포항공대 일반물리실험 에이쁠 보고서입니다.. ^ㅡ^
1. 실험목적
― 등속원운동과 구심력을 이해하고, 등속원운동 하는 물체의 질량 및 궤도반지름과 구심력 사이의 관계를 알아본다.

목차

1. 실험목적
2. 실험원리
3. 실험과정
4. 실험결과
5. 결론
6. 고찰
7. 참고문헌 및 참고사이트

본문내용

이 실험은 경사면과 원 궤도를 움직이는 구의 역학적 에너지가 보존되는지 알아보는 실험이다. 우리는 <Figure 2>와 같은 실험 장치를 이용하여 점 A에서 정지 상태에 있던 구의 역학적 에너지()가 점 C에서 보존되는가를 알아보았다.
먼저, 구가 운동을 할 수 있는 최소한의 높이를 구해보았다. 여러 가지 에너지 손실 때문에 실제로 이론값보다 크게 나왔다. 또한 상대적으로 무거운 쇠공에 경우에는 C점에서 초기 A에서의 에너지의 66%정도만 가지고 있었고, 상대적으로 가벼운 마우스 볼의 경우에는 C점에서 초기 A에서의 에너지의 69%정도를 가지고 있었다.
또한, 높이에 따른 역학적 에너지의 변화 그래프를 그려봤을 때, 그래프의 기울기를 통해 C점에서 역학적 에너지가 감소하였음을 눈으로 확인할 수 있었다. 그리고 무거운 쇠공의 경우 기울기 감소가 더 커서 저항이나 마찰을 더 많이 받았음을 알 수 있었다. 이 사실은 실험(5)을 통해 더 명백하게 밝혀졌다. 역학적 에너지 차이 그래프를 그려보았을 때, 쇠공의 경우 그 값이 더 컸다. 또한 높이가 높아질수록 쇠공에서 기울기가 크기 때문에 더 에너지를 많이 잃는다는 사실을 알 수 있었다.
결론적으로, 이상적인 상황에서는 역학적 에너지가 항상 보존되지만, 일반 실험실과 같은 환경에서는 다양한 마찰이나 저항 때문에 다른 에너지로 전환되어 완벽하게 보존되지 않는다.

참고자료

· ⑴ 하이탑 물리 Ⅱ, 김종권, 이강석