[자연과학] 물리학 實驗 - 역학적 에너지 보존(구의 공간운동 장치를 이용하여 역학적 에너지가 보존되는지에 대해 )
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작성일 24-03-31 13:00
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(6) 두 점 B와 C사이의 사선 거리 와 두 점의 높이 차이 를 측정(測定)
하여 트랙 의 기울기 를 구한다.
그림 4-1 금속구의 운동 경로
구가 점 A(높이 에서 정지상태로 출발하여 [그림 4-1]과 같은 경로를 굴러 내려 원형 궤도를 이탈하지 않고 맨 윗점 T를 겨우 통과할 경우, 점 T에서 역학적 에너지 와 원형궤도에서 가장 바닥에 있는 점 D에서 구의 속력 를 구해보자. 겨우 궤도를 이탈하지 않고 점 T를 통과하였으므로 원심력의 크기와 중력의 크기는 같아야 한다. 따라서 식 (2)에서 은 다소 큰 수로 바꾸어야 한다.
(4) 트랙의 각도를 달리하는 4가지 다른 경우에대해 (1)~(3)을 반복하고 경사면의 기울기와 오차와의 관계를 생각해 본다.
(8) (7)에서 구한 가 식 (10)의 로부터 얻은 와 일치하는지 확인히고 그 오 차를 계산한다.
(3) 위의 방법으로 구한 각각의 가 식 (5)를 만족시키는가를 확인하고, 理論(이론) 값과의 오차 를 계산한다. 또 역학적에너지가 보…(생략(省略))
(1) 구의 공간운동 장치
(2) 캘리퍼
(3) 줄자
(4) 수직기
(5) 각도기
(6)시간측정(測定) 용 센서
4. experiment(실험)방법
(1) 구의 공간운동 장치를 설치하고 직선 트랙의 기울기를 각도기를 이용해 측정(測定) 한다.
(2) 금속 구의 출발점 높이를 alteration(변화)
시키면서 금속 구가 원형 트랙을 겨우 접촉하면서 통과할 때의 높이 를 구한다.
따라서
(2)
이 된다된다.
주의: 구가 미끄러지지 않는 다면 실제로 experiment(실험)의 관계에서 r이 (원주)궤도와 구의 회전 중심축 사이의 거리로 대치되어야 한다.
(7) A점으로부터 정지상태로 출발한 금속 구가 점 B와 점 C를 통과하는 시간 간격 를 측 정한다. 여기서 둘째항은 회전 운동에너지이고 구의 관성모멘트 I는 이며 (r: 구의 반경), 이다.
실험과제/물리
[자연과학] 물리학 實驗 - 역학적 에너지 보존(구의 공간운동 장치를 이용하여 역학적 에너지가 보존되는지에 대해 )
설명
1. 목적
지상의 중력장에서 역학적 에너지 보존 법칙을 확인하기 위하여 경사면과 원주 궤도를 따라 구를 굴러 내려가게 하며 물리량들을 측정(測定) 한다.(5) 트랙의 직선 구간의 서로 다른 점 B와 C에 센서를 장치하고 그 높이 와 를 측정(測定)
한 다.
2. 원리
구가 굴러서 운동을 진행할 때 운동에너지 는(1)
이다.
(9) 트랙의 각도를 달리하는 4가지 다른 경우에 대해 (5)~(8)을 반복하고 트랙의 기울기와 오 차와의 관계를 생각해 본다.
(3)
여기에서 R은 원형궤도의 반지름이고 g는 중력가속도이다.
5. 결과
66.5cm
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