실험레포트 역학적에너지보존 (예비+결과)

실험레포트 역학적에너지보존 (예비+결과)

[실험레포트] 역학적에너지보존 (예비+결과).hwp

본문 ◆실험 목적: 경사면과 원주궤도를 따라서 쇠구슬을 굴리는 과정에서 쇠구슬의 회전운동 에 너지를 포함하는 역학적 에너지의 보존을 관찰한다. ◆원리 및 방법: 경사면의 높이 h되는 곳에서 반지름 r이고 질량이 m인 쇠구슬이 정지상태에서 출발하여 굴러내려 오면 쇠구슬은 운동에너지를 가지며 또한 회전운동에 대한 관성모멘트를 가지게 된다. 역학적 에너지 보존법칙에 따라 ½mv2 + ½Iw2 = mgh식(1) 이다. 여기서 v와 w는 경사면 바닥에서 쇠구슬의 선속도와 각속도이다. 또한 구르는 물체는 물체의 형태와 회전반지름에 따라 각기 고유한 관성모멘트를 가지게 된다. 이 쇠구슬의 관성모멘트 I = mr2 이며, v = rw 이므로 경사면 바닥에서 속도는v= sqrt 10 over 7 gh 식(2) 이다. 실제 실험에서는 r은 미끄러짐이 없다는 가정아래서(원주)궤도와 쇠구슬의 회전중심축사이의 거리가 된다. 쇠구슬이 높이 h에서 정지상태에서 출발하여 위의 그림1과 같은 경로를 굴러 내려 원형트랙의 꼭지점 T를 겨우 통과하는 경우, 꼭지점 T에서 역학적 에너지 Et 와 점 B에서 쇠구슬의 속도 vb는 다음과 같이 구할 수 있다. 1) 원형트랙 꼭지점에서 역학적 에너지 Et 원형트랙 꼭지점 T에서의 총역학적 에너지의 일반적 표현은 Et = ½mvt2 + ½Iwt2 + 2mgR 식(3) 이다. 여기서 vt 는 T에서 쇠구슬의 선속도, wt 는 각속도로서 vt = rwt 이며, R은 원형트랙의 반경이다. 쇠구슬이 점 T에 겨우 도달하는 경우, 구심력은 중력과 같으므로 mv _ t ` ^ 2 over R =mg 식(4) 이다. 식 (4)와 I = mr2, vt = rwt 의 관계를 식 (3)에 대입하면E _ t= 27 over 10 mgR 식(5) 이다. 출발점과 점 T에서의 역학적 에너지는 보존되므로 mgh= 27 over 10 mgR식(6) 로 표현할 수 있고, 쇠구슬의 높이 h는 h= 27 over 10 R 로 표시된다. 2) 점 B에서 속도 vb 하고 싶은 말 좀 더 업그레이드하여 자료를 보완하여, 과제물을 꼼꼼하게 정성을 들어 작성했습니다. 위 자료 요약정리 잘되어 있으니 잘 참고하시어 학업에 나날이 발전이 있기를 기원합니다 ^^ 구입자 분의 앞날에 항상 무궁한 발전과 행복과 행운이 깃들기를 홧팅 키워드 쇠구슬, 에너지, 역학적, 원형트랙, 트랙, 역학