역학적 에너지 보존법칙 예비보고서

소개

중력장 내에서 단진자의 운동을 이용하여 위치에너지와 운동에너지를 측정하여 역학적 에너지가 보존됨을 알아보는 실험이다.

목차

1. 실험 목적
2. 이론
★보존력
★역학적 에너지 보존법칙
★포물선 운동
★ 단진자의 역학적 에너지 보존
3. 실험기구
4. 실험 방법
※주의사항
5. 참고자료

본문내용

★보존력
① 보존력 ; 용수철에 작용하는 탄성력과 같이, 힘이 물체에 작용해서 물체가 운동을 한 후 원상태로 되돌아가는 것처럼 충격에너지를 보존하는 힘이다. 예를 들면 만유인력, 용수철의 탄성력, 쿨롱힘 등
② 비보존력 ; 보존력과는 반대로 물체의 운동 후에 에너지의 증감이 생겼다고 하면 그 물체에 작용한 힘 중에는 비보존력이 작용했다고 할 수 있다. 예를 들면 마찰력, 로렌츠힘 등

★역학적 에너지 보존법칙
① 역학적 에너지 ; 물체가 가지고 있는 에너지 중에서 운동 에너지와 위치 에너지의 합을 역학적 에너지라고 한다.
② 일-에너지 정리 ; 뉴턴의 운동법칙 중 제 2법칙 에 따르면 물체에 힘이 작용하면 그 힘에 비례한 가속도로 운동을 하게 되는데, 이 때 힘이 한 일은 물체의 운동에너지 변화와 같다는 정리가 일-에너지 정리이다.

③ 보존력에 의한 위치에너지
; 일-에너지 정리에 의하여 해준 일은 위치에너지의 변화량과 같다. 이 때 아래의 식에서 음의 부호는 보존력이 양의 일을 하면 관련되는 위치에너지는 줄어드는 것을 나타낸다.

(는 나중 위치 에너지, 는 초기 위치 에너지, 점은 초기 위치, 점은 나중 위치)

④ 역학적 에너지 보존법칙
; ②번과 ③번의 결론에서 나온 식들을 조합해보면

위 식을 풀어보면 처음 위치나 나중 위치의 총 역학적 에너지 ()값이 동일함을 알 수 있다. 이것을 역학적 에너지 보존법칙이라고 한다.

참고자료

· - 대학물리학 ( 청문각 ;역자-강병남 외 140인 ; 2002년도판 ) 171쪽~173쪽
· - 이공학도를 위한 물리학 실험 ( 성균관대학교 출판부 ; 박종윤 외 12인 ; 2005년판) 35 쪽~39쪽
· - 두산동아 백과사전 (보존력의 정의)