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일과에너지 결과

-Data -실험1시간 (초)거리 (m)움직이기 시작할 때0.50.063움직임을 멈출 때3.10.496평균 힘(N)1.951해준 일(J)0.8447적분(들어 올리는 동안): 힘 대 거리 (N*m)0.8681위치 에너지 변화량(J)2.022실험2시간 (초)거리(m)끌기 시작할 때0.850.490끄는 것을 멈출 때3.40.133용수철 상수 (N/m)5.007 N/m용수철의 늘어난 길이10cm20cm최대적분(끄는 동안)(N m)위치 에너지 변화량(J)-그래프 -? 힘이 일정할 때의 일? 늘어난 용수철에 해주는 일-결과분석 -1. 실험 1에서 물체를 들어 올리는데 해준 일은 물체의 운동 에너지를 변화시키지 않는다. 이때의 일은 질량의 위치 에너지를 변화시킨다. 다음과 같은 식을 써서 중력 위치 에너지의 증가량을 계산하라. 중력 에너지의 증가량을 실험 1에서 구한 평균 일과 비교하라. 그리고 거리 대 힘 그래프 아래의 면적과도 비교하라.△PE=mg△h 여기서 △h는 추를 들어 올린 높이를 나타낸다. 구한 값들을 데이터 표에 기록하라. 질량에 해준 일은 중력 위치 에너지의 변화에 해당하는가?⇒ 그래프 참고, 질량에 해준 일과 위치 에너지의 변화는 에너지 보존의 법칙의 의해 같아야 하나 실험 진행 미숙과 예상치 못한 오차등으로 인해 똑같지 않다.2. 실험 2에서 용수철을 늘리기 위해 일을 해야 한다. 거리 대 힘의 그래프는 실험에 사용된 용수철에 따라 달라진다. 그러나 대부분의 용수철의 힘 대 거리 그래프의 기울기는 직선일 것이다. 이것을 Hook의 법칙을 나타낸다. F=-kx 여기서 F는 용수철을 거리 x만큼 잡아당길 때 용수철에 의해 가해진 힘이다. 용수철 상수 K는 N/m의 단위로 측정된다. 용수철의 용수철 상수는 얼마인가? 측정된 그래프로부터 용수철은 후크의 법칙을 따르는가? 용수철을 얼마나 많이 늘리던지 간에 항상 후크의 법칙을 만족한다고 생각하는가? 왜 그래프의 기울기는 양의 값을 갖는데, 후크의 법칙은 음의 부호를 갖는지 그 이유를 설명하라.⇒ 그래프 참고, 탄성구간 내에서 용수철의 변형은 힘의 크기와 비례한 그래프가 나왔으므로 후크의 법칙을 따르고 있다. 용수철의 탄성변형 구간 내의 힘을 작용한다면 항상 후크의 법칙을 만족한다. 후크의 법칙의 탄성력은 힘에 대하여 복원력을 갖기 때문에 항상 가하는 힘의 반대방향으로 작용하는 상수 값을 음의 부호를 갖는다.3. 용수철에 저장된 탄성 위치 에너지는 △PE=1/2kx 로 주어진다. 여기서 x는 거리이다. 용수철을 10cm, 20cm 그리고 최대로 잡아 당겼을 때 측정한 일과 위의 식으로 예측할 수 있는 저장된 용수철의 위치 에너지를 비교하시오. 그 값이 비슷한가? 주의: 일치 하는 단위를 사용해라. 구한 값들을 데이터 표에 기록한다.⇒ 그래프 참고, 값이 비슷하지 않다. 앞서 말한 것처럼 실험 미숙과 정밀한 측정이 불가능한데서 오는 많은 오차들 때문인 듯하다.-확장실험 -1. 1N*m이 1J와 같음을 보여라.1842년 마이어에 의해 에너지 보존법칙이 확립되었는데, 에너지는 열, 기계력, 전기, 빛, 운동 그리고 잠재하는 위치에너지로 모습을 바꾸더라도 그 양은 늘 일정하고 증감하는 경우가 없다. 그러므로 에너지는 무에서 탄생하는 경우도 없고 소멸되는 경우도 없다는 것이 밝혀진 것이다. 정리하면, 에너지는 그 전환 과정에서 한 형태의 에너지에서 다른 형태의 에너지로 전환될 뿐이며, 에너지 전환이 일어나기 전후의 에너지의 총합은 항상 일정하게 보존된다. 이것을 에너지 보존법칙이라고 한다. 물질 및 장(場)으로 이루어진 물리학적 체계에서 가장 기본적인 물리법칙 중 하나이다. 중력이나 정전기력 등 물체(또는 대전입자)에 작용하는 힘이 물체의 위치만으로 정해지는 경우에는 그 물체의 위치에너지가 감소하면 그 몫만큼 운동에너지가 증가하고, 반대로 운동에너지가 감소하면 그 몫만큼 위치에너지로 저장되어 위치에너지와 운동에너지의 합은 늘 일정하게 유지된다. 역학적 에너지

자연과학| 2011.06.12| 4페이지| 1,000원| 조회(483)

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