2. 실험목적
물체가 경사진 면을 미끄러질 때 일어나는 에너지 변환을 체험하면서 그 때의 위치에너지의 손실과 운동에너지의 이익이 서로 같아짐을 확인하여 역학적 에너지 보존법칙이 성립함을 알아본다.
3. 이론
운동 에너지(kinetic energy)란 운동하는 물체가 가지고 있는 에너지를 말한다. 물체의 운동 상태를 결정하는 것은 그 물체의 질량과 속도이다. 따라서 이 두 가지가 운동 에너지를 결정하게 되고 이를 식으로 표현하면 다음과 같다.
위치 에너지(potential energy)란 어떠한 힘이 작용하는 공간에서 특정한 기준점에 대한 물체의 상대적인 위치에 저장되는 에너지이며, 어떠한 힘이 작용하느냐에 따라 그 내용이 다르다. 일반적으로 질량m 인 물체가 기준점에서 h만큼의 높이에 있을 때, 이 물체는 중력에 의한 위치 에너지를 가지며 그 값은 다음과 같다.
위의 식은 중력 mg가 일정하다고 생각되는 범위, 즉 지구 반지름 r에 비해 높이 h가 훨씬 작은 범위에서만 성립한다.
일반적으로 운동하는 물체의 위치 에너지와 운동 에너지는 외력이 작용하지 않는 상황 하에서는 서로 전환하여 그 합은 항상 일정하게 유지된다. 공기저항을 고려하지 않은 진자의 운동을 예로 들면 추의 운동에너지는 가장 낮은 위치에서 최대가 되고 높은 위치에서는 그 반대가 되어 양쪽 에너지의 합이 일정하게 유지된 채 운동이 계속된다. 이러한 관계를 역학적 에너지의 보존의 원리라 하며 이 원리가 성립하는 역학계를 보존계라 한다.
에너지 보존법칙이 물리학 법칙 중에서 가장 강력한 법칙 중의 하나이지만 증명하기 쉬운 원리는 아니다.
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일반물리학 실험 - 역학적 에너지 보존 실험 역학적 에너지 보존 실험
1. 실험 목적: 추가 가지는 역학적 에너지가 보존됨을 확인하기 위해 실에 매달려 움직이는 추의 위치에너지와 운동에너지의 변화를 측정한다.
2. 관련 이론:
1) 역학적 에너지
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일반물리학 실험 - 역학적 에너지 보존 역학적 에너지 보존
1. 실험 목적
경사면과 원주궤도를 따라서 쇠구슬을 굴리는 과정에서 쇠구슬의 회전운동 에너지를 포함하는 역학적 에너지의 보존을 관찰한다.
2. 실험 결과
[경사각이 없을 때]
트랙 끝점의..
[일반물리학 실험] 역학적 에너지 보존 역학적 에너지 보존
1. 목적
사면과 원주 궤도를 따라 금속구를 굴리는 과정에서 구의 회전 운동 에너지를 포함하는 역학적 에너지의 보존을 살펴본다.
2. 기구
강체의 공간운동장치, 줄자, 수직자, Vernier C..
[일반물리학] 용수철 진자에 의한 역학적 에너지의 보존 제목
용수철 진자에 의한 역학적 에너지의 보존
목적
평행상태를 갖는 모든 계는 작은 변화에 대하여 복원 특성을 갖는데, 특히 변화가 아주 작을 때는 그 복원력은 변화의 크기에 비례한다. 또한 운동 산태를 ..
일반물리학 실험 - 역학적 에너지 보존 일반 물리학 실험
(역학적 에너지 보존)
◆ 목 적
사면과 원주궤도를 따라서 여러 가지 구를 굴리는 실험에서, 구의 위치에너지가 운동에너지와 회전운동 에너지로 전환되는 과정과 포물선운동의 분석을 통하여 ..
일반물리학 실험 - 역학적 에너지 보존 일반 물리학 실험 결과
(역학적 에너지 보존)
◆ 목 적
사면과 원주궤도를 따라서 여러 가지 구를 굴리는 실험에서, 구의 위치에너지가 운동에너지와 회전운동 에너지로 전환되는 과정과 포물선운동의 분석을 통..
일반물리학 실험 - 역학적 에너지 보존 실험 역학적 에너지 보존
실험목적
마찰이 없는 에어트랙에서 물체가 경사면을 따라 내려갈 때 역학적 에너지가 보존되는지 실험을 통해 확인한다.
관련이론
역학적 에너지 보존
중력과 같이 서로 떨어져 있는 물..
[일반물리A+자료] 역학적 에너지 보존 일반 물리학 실험 결과
(역학적 에너지 보존)
◆ 목 적
사면과 원주궤도를 따라서 여러 가지 구를 굴리는 실험에서, 구의 위치에너지가 운동에너지와 회전운동 에너지로 전환되는 과정과 포물선운동의 분석을 통..