[자연과학] 물리학 실험 - 역학적 에너지 보존(구의 공간운동 장치를 이용하여 역학적 에너지가 보존되는지에 대해 )
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작성일 24-05-22 07:52
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[자연과학] 물리학 실험 - 역학적 에너지 보존(구의 공간운동 장치를 이용하여 역학적 에너지가 보존되는지에 대해 )
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실험과제/물리
[자연과학] 물리학 실험 - 역학적 에너지 보존(구의 공간운동 장치를 이용하여 역학적 에너지가 보존되는지에 대해 )
1. 목적
지상의 중력장에서 역학적 에너지 보존 법칙을 확인하기 위하여 경사면과 원주 궤도를 따라 구를 굴러 내려가게 하며 물리량들을 측정(測定) 한다.(2) 금속 구의 출발점 높이를 變化(변화)시키면서 금속 구가 원형 트랙을 겨우 접촉하면서 통과할 때의 높이 를 구한다.
따라서
(2)
이 된다
주의: 구가 미끄러지지 않는 다면 실제로 實驗(실험)의 관계에서 r이 (원주)궤도와 구의 회전 중심축 사이의 거리로 대치되어야 한다.
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.
(9) 트랙의 각도를 달리하는 4가지 다른 경우에 대해 (5)~(8)을 반복하고 트랙의 기울기와 오 차와의 관계를 생각해 본다.
(4) 트랙의 각도를 달리하는 4가지 다른 경우에대해 (1)~(3)을 반복하고 경사면의 기울기와 오차와의 관계를 생각해 본다.
(5) 트랙의 직선 구간의 서로 다른 점 B와 C에 센서를 장치하고 그 높이 와 를 측정(測定) 한 다.
5. 결과
66.5cm
다. 여기서 둘째항은 회전 운동에너지이고 구의 관성모멘트 I는 이며 (r: 구의 반경), 이다. 또 역학적에너지가 보…(생략(省略))
