[공학]시지프스의고민(역학적에너지보존)

소개글

역학적에너지보존 실험 레포트입니다.. 수식등을 자세히 기술해서 실험의 의미를 고찰해 봤습니다..

목차

1. 실험 목적
2. 실험 개요
3. 배경 이론
4. 실험 기구 및 장치
5. 실험 방법
6. 실험 결과
7. 결과 및 토의

본문내용

물리 실습 리포트
(시지프스의 고민)
1. 실험 목적
자연계의 에너지는 보존되는 양이다. 즉, 고립된 계의 에너지는 그 양이 시간에 따라서 변화하지 않는다. 그러나 에너지의 형태는 여러 가지가 있을 수 있으므로, 어느 한 형태의 에너지만 보면 다른 형태로 바뀌는 경우에는 마치 소멸되는 것처럼 보일 뿐이다.
지구 중력 하에서 움직이는 물체의 운동을 다루는 경우에 관계되는 에너지는 중력 퍼텐셜에너지와 운동에너지로서 이 둘의 합을 역학적 에너지라고 부르며, 이 역학적 에너지가 보존되는 계를 보존계(conservative system)라고 부른다. 물체의 운동에 쓸림(friction)이 개재되어 있는 경우에는 역학적 에너지는, 쓸림에 의해서 소리나 열 등 다른 에너지의 형태로 바뀔 수가 있기 때문에, 시간이 지남에 따라서 줄어든다. 이 실험에서는 지구의 중력 하에서 운동하는 물체의 운동에너지와 퍼텐셜에너지 사이의 변환 관계와 역학적 에너지의 보존을 살펴보고 쓸림에 의한 효과를 탐구한다.

2. 실험 개요

물체의 운동에 따른 운동에너지와 중력 하에서 위치 변화에 따른 퍼텐셜에너지의 변화를 이해한다. 역학적 에너지의 두 형태를 따로따로 측정하여 그 합이 일정한가 확인한다.

- 이 실험에서는 직선 궤도를 굴러 내리는 고무공이나 쇠 공을 빛살문(photogate) 검출기를 사용하여 측정한다. 어떻게 실험하는 것이 좋겠는가?
- 실험 결과로부터 무엇을 도출할 것인가?

궤도를 미끄러지지 않고 구르는 경우와 미끄러지는 경우 무엇이 어떻게 달라지는지 알아본다.

- 구르는 물체의 운동에너지는 나란한(translational) 운동 성분과 돌기(rotational) 운동 성분을 갖는다. 각각의 운동에너지 성분은 어떻게 표현되는가?
- 미끄러지는 경우는 어떻게 달라지는가?

이 실험으로부터 무엇을 알 수 있는가? 결론을 내린다.

- 당신이 조사한 계의 역학적 에너지는 보존되는가?
- 그렇지 않다면 그 이유는 무엇이며 이를 정량화 해서 설명할 수는 없는가?

참고 자료

없음