물리 결과레포트-[실험레포트] 일반물리학실험 Rigid-Body Rotation

소개글

물리 결과레포트-[실험레포트] 일반물리학실험 Rigid-Body Rotation 에 대한 보고서 자료입니다.

목차

Ⅰ. 실험 결과
Ⅱ. 결과 분석
Ⅲ. 토의 및 건의사항
Ⅳ. 참고 문헌

본문내용

평방향으로 향하는 상태에서 촬영을 했어야 하는데, 카메라가 기울어진 상태에서 촬영이 되어 좌표 상에 원형궤도가 타원궤도처럼 나타나게 되었다. 이 과정에서 좌표를 통해 계산한 원형궤도의 반경과 실제 반경사이에 어느 정도의 차이가 발생했다.
-원형궤도 최저점에서의 속도와 원형궤도 최고점에서의 속도의 측정값과 이론값을 비교해 보았다. 이론상으로 =, =공식이 성립함을 확인할 수 있었으며, 각각 13.2%와 15.0%의 오차가 발생했다.
-촬영이 0.033초 간격으로 진행되었기 때문에 정확한 최저점·최고점에서의 속도를 구할 수 없었고 대략적인 속도를 구했다. 여기에 마찰에 의한 에너지 손실, 원형궤도 반경의 차이 같은 요인이 더해져 10%대의 오차가 발생한 것이라 생각된다.
Q. 역학적 에너지를 직접 계산하여 비교하면 에너지의 상태와 보존 여부를 더 명확하게 이해할 수 있다. 위 실험에서 측정한 결과와 다음의 식을 사용하여, 다양한 위치에서 강체의 위치에너지 및 운동에너지를 계산하여 비교하여라. 어떤 결과가 나오는가?
A. 역학적 에너지의 합은 보존되지 않는다. 마찰을 통해 역학적 에너지가 손실되었으며, 0.033초 간격으로 촬영되었기 때문에 최저점과 최고점의 좌표 및 속도 또한 정확한 값이 아니다.
(2) 실험 2. 구형 강체(solid sphere)의 운동-2
-강체가 궤도를 이탈하지 않는 최소 높이에서 구형 강체를 낙하시키는 실험을 진행했으며, 이론상으로 =공식과 공식이 성립함을 확인할 수 있었다. 측정값과 이론값을 비교한 결과, 값에서는 8.38%의 오차가, 값에서는 38.5%의 오차가 발생했다.
-이번 실험 역시 원형궤도가 타원궤도처럼 촬영되어 정확한 원형궤도의 반경을 구할 수 없었다. 실험1과 마찬가지로 강체의 운동을 0.033초 간격으로 촬영했기 때문에 최저점·최고점에서의 좌표와 속도 역시 정확한 값이 아니다. 여기에 마찰로 인한 에너지손실과 같은 요인이 더해져 오차가 발생한 것이라 생각된다.
-값에 비해 값에서 유독 큰 오차가 발생했는데, 좌표를 통해 값을 구하는 과정 또는 값을 구하는 과정에서 실제 값과 측정값 사이에 큰 차이가 있었을 것이라 생각된다.
(3) 실험 3. 원통형 강체(solid & hollow cylinder)의 운동
-세 종류의 원통형 강체를 트랙을 통해 낙하시켰으며, 공식이 성립함을 확인 할 수 있었다. 강체 A, B와 C의 낙하 높이 값에 큰 차이가 있는데, 강체 C 실험데이터가 손실된 관계로 부득이하게 다른 조의 강체 C 실험데이터를 이용해 결과를 분석했기 때문이다.
-공식을 통해 이론값을 구하고, 좌표 계산을 통해 측정값을 구해 비교해 본 결과, 강체 A의 경우 47.9%, 강체 B의 경우 44.8%, 강체 C의 경우 18.0%의 오차가 발생했다.
-강체 A와 B 실험에서 40%대의 큰 오차가 나왔다. 좌표를 이용해 최저점에서의 속도를 계산할 때 큰 차이가 발생했으며, 마찰에 의한 에너지 손실도 오차에 관여했다고 생각된다.
Ⅳ. 참고 문헌
책-University Physics, 13th edition by Young & Freedman
9.4 Energy in Rotational Motion (p.288~293)
10.3 Rigid-Body Rotation about a moving axis(p.314~320)
Web-http://phylab.yonsei.ac.kr/실험안내/실험일정/국제 캠퍼스/실험내용
http://phylab.yonsei.ac.kr/실험안내/실험지침
http://www.doopedia.co.kr/doopedia/master/master.do?_method=view&MAS_IDX=101013000825466

키워드

물리 결과레포트,   실험레포트,   일반물리학실험 ,   Rigid-Body Rotation