일반물리학 실험 - 역학적 에너지 보존 실험
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 물체 사이에 작용하는 힘을 이해하는 방법으로 한 물체 주위의 공간에 형성된 gravitational field를 생각하고, 이 field가 다른 물체에 힘을 미치는 것으로 생각한다. 또, 힘을 받은 물체는 가속운동을 하므로 그 운동 속력과 운동에너지가 증가한다. 외력이 가해지는 경우에는 그 외력이 일을 하는 것으로 역학적 에너지의 증가를 이해할 수 있지만, 중력 마당에 의한 물체의 가속운동은 gravitational field 내에서 물체가 갖는 퍼텐셜에너지(potential energy)에 의한 것으로 간주한다. 즉, 퍼텐셜에너지는 운동에너지로 바뀔 수 있는, 또는 일을 할 수 있는 능력을 의미한다.
정량적으로는 다음과 같이 퍼텐셜에너지를 정의한다. 중력
F_g = - mg (g 는 중력 가속도) (1)
가 가해지고 있는 질량 m 의 물체를 등속도로 움직이기 위해서는 외부에서 이 중력을 상쇄시키는 힘
f= - F_g (2)
를 가해 주어야만 한다. 이 물체를 위치 xo 에서 x까지 등속도로 움직이는데 외력이 한 일은
W = ∫_(x_0)^x▒fdx = - ∫_(x_0)^x▒〖F_g dx〗 (3)
이다. 등속도로 움직이는 물체의 운동에너지는 변화하지 않으므로, 외력이 한 이 일은 다른 형태의 역학적 에너지를 증가시켜야 한다. 즉, 퍼텐셜에너지를 증가시키며 이때 퍼텐셜에너지의 변화량은
△U = W = - ∫_(x_0)^x▒〖F_g dx〗= mg(x-x_0) (4)
....
실험목적
마찰이 없는 에어트랙에서 물체가 경사면을 따라 내려갈 때 역학적 에너지가 보존되는지 실험을 통해 확인한다.
관련이론
역학적 에너지 보존
중력과 같이 서로 떨어져 있는 물체 사이에 작용하는 힘을 이해하는 방법으로 한 물체 주위의 공간에 형성된 gravitational field를 생각하고, 이 field가 다른 물체에 힘을 미치는 것으로 생각한다. 또, 힘을 받은 물체는 가속운동을 하므로 그 운동 속력과 운동에너지가 증가한다. 외력이 가해지는 경우에는 그 외력이 일을 하는 것으로 역학적 에너지의 증가를 이해할 수 있지만, 중력 마당에 의한 물체의 가속운동은 gravitational field 내에서 물체가 갖는 퍼텐셜에너지(potential energy)에 의한 것으로 간주한다. 즉, 퍼텐셜에너지는 운동에너지로 바뀔 수 있는, 또는 일을 할 수 있는 능력을 의미한다.
정량적으로는 다음과 같이 퍼텐셜에너지를 정의한다. 중력
F_g = - mg (g 는 중력 가속도) (1)
가 가해지고 있는 질량 m 의 물체를 등속도로 움직이기 위해서는 외부에서 이 중력을 상쇄시키는 힘
f= - F_g (2)
를 가해 주어야만 한다. 이 물체를 위치 xo 에서 x까지 등속도로 움직이는데 외력이 한 일은
W = ∫_(x_0)^x▒fdx = - ∫_(x_0)^x▒〖F_g dx〗 (3)
이다. 등속도로 움직이는 물체의 운동에너지는 변화하지 않으므로, 외력이 한 이 일은 다른 형태의 역학적 에너지를 증가시켜야 한다. 즉, 퍼텐셜에너지를 증가시키며 이때 퍼텐셜에너지의 변화량은
△U = W = - ∫_(x_0)^x▒〖F_g dx〗= mg(x-x_0) (4)
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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 .... -
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
1. 실험제목 역학적 에너지 보존 2. 실험목적 물체가 경사진 면을 미끄러질 때 일어나는 에너지 변환을 체험하면서 그 때의 위치에너지의 손실과 운동에너지의 이익이 서로 같아짐을 확인하여 역학적 에너지 보존.. -
[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 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] 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 .. -
[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.. -
물리학 실험 - 당구의 역학[충돌을 전후로 한 운동량 보존 여부와 에너지 보존 여부를 조사]
물리학 실험 - 당구의 역학[충돌을 전후로 한 운동량 보존 여부와 에너지 보존 여부를 조사] 1. Introduction 1)실험 개요 당구공의 굴림과 충돌은 강체의 회전 운동과 2차원 충돌 현상을 공부하는 대상으로서.. -
일반물리학 실험 - 운동량과 에너지 보존
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