보고서 설명

고무총에 작은 돌멩이를 끼워 당길 때, 우리는 고무줄을 당기는 데 일을 하고 있는 것이다. 이 때 늘어난 고무줄은 위치 에너지를 갖는다. 고무줄을 놓는 순간 돌멩이는 고무줄의 위치 에너지와 같은 양의 운동 에너지를 갖게 된다. 돌멩이는 이 운동 에너지를 과녁에 전달한다. 그런데 과녁이 조금 움직인 거리와 돌멩이가 과녁에 작용한 평균적인 충격력을 곱한 값은 돌멩이의 운동 에너지와 일치하지 않는다. 그러나 좀 더 자세히 살펴보면 돌멩이와 과녁이 약간 따뜻해진 것을 알게 될 것이다. 대략 두 값의 차이만큼 따뜻해진다. 에너지는 손실이나 이득 없이 한 형태에서 다른 형태로 변화한다. 그러나 에너지 총량은 항상 같다.

본문일부 및 목차

실험 방법

두 빛살문을 적당히 떨어뜨리고 경사 궤도의 경사각 θ를 구한다. 이때 빛살문의 빛살이 공의 중심을 지나도록 한다. 빛살문 검출기를 펄스 방식, 분해능은 0.1 ms, 기억 스위치를 OFF 또는 중간에 놓고 실험대로부터 높이 과 인 곳의 두 빛살문 사이를 지나는데 걸리는 시간 를 공이 처음 구르기 시작하는 높이 의 함수로 측정한다. 이때 각 높이 에 대해서 5 번 이상씩 측정하여 각 의 평균과 표준편차를 구하고, 8 가지 이상의 높이 에 대해서 조사한다. 그래프로 시간 와 높이 사이의 관계를 구한다.
쇠 공을 사용하여 위에서의 실험을 되풀이한다.
원형 궤도를 붙여서 처음 구르기 시작하는 높이 를 점점 낮췄을 때, 고무공과 쇠공이 원형 궤도의 최고점에 도달하지 못하고 떨어지기 시작하는 높이 을 측정한다.
♣반지름 과 궤도 사이의 간격 는 마이크로미터나 버니어 켈리퍼스를 이용하여 측정하고 고무공과 쇠공의 질량은 팔 저울을 이용한다.

Data

기본 측정값
․낮은 쪽 빛살문 검출기의 높이 26cm
․높은 쪽 빛살문 검출기의 높이 48cm
․공이 굴러가는 궤도 사이의 간격 16,00mm

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