물리와 실험 - 역학적 에너지 보존
1.실험제목
-역학적 에너지 보존
2.실험목적
-물체가 경사진 면을 미끄러질 때 일어나는 에너지 변환을 통해서 낙하로 인한 위치에너지의 손실과 운동에너지의 증가가 서로 같음을 확인하여 역학적 에너지 보존법칙이 성립함을 알아본다.
3.관련이론
-일반적으로 운동하는 물체의 위치에너지와 운동에너지는 외력이 작용하지 않는 상황 하에서는 서로 전환하여 그 합은 항상 일정하게 유지된다. 이 실험에서는 물체가 경사진 면을 미끄러질 때 일어나는 에너지 변환을 보는 것이다. 운동 중에 최소한의 마찰과 운동을 방해할 물체가 없기 때문에 물체가 에어트랙을 미끄러질 때 위치에너지의 손실은 운동에너지의 이익과 거의 같게 되며 이러한 점을 이용하여 블록의 높이를 이론적으로 구해 봄으로써 역학적 에너지 보존법칙의 성립을 확인한다.
4.실험방법
-에어트랙의 수평을 맞춘다.
-한쪽 받침대 아래에 받침목을 놓아두고 그 높이(h)를 기록한다.
-포토게이트와 포토 타이머를 설치한다.
-에어트랙위에 놓인 포토게이트 사이의 거리(D)를 측정하여 기록한다.
-글라이더의 플래그 길이(L)과 질량(m)을 측정하여 기록한다.
-포토타이머를 gate모드에 놓고 리셋 단추를 누른다.
-글라이더를 비탈면 꼭대기에 놓고 미끄러지게 한 후 첫 번째 포토게이트를 통과한 시각 t1을 기록 두 번째 포토게이트를 통과한 시각 t2를 기록한다.
-t1과 t2로 글라이더가 각각의 포토게이트를 지날 때의 속도v1, v2를 구한다.
-글라이더의 질량을 변화시키면서 실험을 반복한다.
-역학적 에너지 보존법칙을 이용 블록의 높이를 이론적으로 계산한 뒤 실험결 과와 비교 한다.
-역학적 에너지가 보존됨을 확인한다.
5.실험결과
* 거리 이 변할 때 (1m, 0.7m, 0.5m)
0.1m
0.4090kg
h
0.1m
운동 E
위치 E
역학적 E
처음
나중
처음
나중
처음
나중
오차율
1m
0.1087
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2015.03.24
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