보고서 설명

목적

지상의 중력장에서 역학적 에너지 보존 법칙을 확인하기 위하여 경사면과 원주 궤도를 따라 구를 굴러 내려가게 하며 물리량들을 측정한다.

2. 원리

구가 굴러서 운동을 진행할 때 운동에너지

본문일부 및 목차

실험방법

(1) 구의 공간운동 장치를 설치하고 직선 트랙의 기울기를 각도기를 이용해 측정한다.
(2) 금속 구의 출발점 높이를 변화시키면서 금속 구가 원형 트랙을 겨우 접촉하면서 통과할 때의 높이 를 구한다.
(3) 위의 방법으로 구한 각각의 가 식 (5)를 만족시키는가를 확인하고, 이론 값과의 오차 를 계산한다.
(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 측정한 다.
(6) 두 점 B와 C사이의 사선 거리 와 두 점의 높이 차이 를 측정하여 트랙 의 기울기 를 구한다.
(7) A점으로부터 정지상태로 출발한 금속 구가 점 B와 점 C를 통과하는 시간 간격 를 측 정한다.
(8) (7)에서 구한 가 식 (10)의 로부터 얻은 와 일치하는지 확인히고 그 오 차를 계산한다.
(9) 트랙의 각도를 달리하는 4가지 다른 경우에 대해 (5)~(8)을 반복하고 트랙의 기울기와 오 차와의 관계를 생각해 본다.

이번 실험에서는 구의 공간운동 장치를 이용하여 역학적 에너지가 보존되는지에 대해 알아보았다. 일단 결과값을 보면 이번 실험에서는 오차가 너무 크게 나왔다는 것을 알 수 있다. 첫 번째 실험의 결과를 보면 측정값과 이론값의 차이가 26cm나 났다. 구가 원형 트랙에 겨우 접촉하여 운동하도록 하였는데도 이만큼의 오차가 난 이유는 실험공간이 이상적인 공간이 아니였기 때문이다. 공과 트랙사이에 마찰력과 공기의 저항 때문에 중간에 소실되는 에너지가 있어 더 높은 위치에서 구를 굴려야 했다.

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