[물리학실험] (예비) 용수철진자의 에너지보존

소개글

[물리학실험] (예비) 용수철진자의 에너지보존에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험제목 : 용수철 진자의 에너지 보존

2. 실험목적

3. 이론
(1) 에너지 보존 법칙
(2) 위치에너지
(3) 훅의 법칙
(4) 탄성 위치에너지

4. 실험 방법

본문내용

늘이면 용수철에는 늘어나지 않은 본래의 상태로 돌아가려는 힘(복원력)이 생기는데, 이 힘 F는 용수철의 늘어난 길이에 비례하며 F=－kx로 표시된다. 여기서 비례상수 k는 탄성계수이고, 부호 (－)는 힘의 방향이 용수철이 늘어나는 방향과 반대임을 나타낸다. 용수철이 압축되어 길이가 줄어들면 x는 압축된 길이로 음수이고, 그 결과 복원력은 늘어나려는 방향으로 양수가 된다.
위치에너지의 정의에 따라서 탄성계수가 k인 용수철을 평형상태에서 x만큼 늘이기 위해서 외부에서 해주어야 하는 양을 구하면 용수철에 저장된 위치에너지가 된다. 평형위치를 기준점으로 해야 한다.
x만큼 늘이는 데 필요한 일 W는
이 일을 탄성의 위치에너지라고 부른다.
4. 실험 방법
(1)스탠드에 용수철을 매달고, 먼저 용수철 탄성계수를 결정한다.
(2)질량이 가벼운 것부터 차례로 매달아 용수철이 고정된 끝을 기준으로 하여 늘어난 전체의 길이를 각각 측정한다.
(3)그래프 용지에 그 늘어난 길이와 질량의 관계를 그린 후 기울기를 구한다. 그 기울기가 용수철의 탄성 계수 값을 말한다.
(4)에너지 보존을 검토하기 위한 실험으로써 추를 달고 이 추를 상하단진동운동을 할 수 있게 손으로 들어 올렸다가 놓는다.
(5)운동 초기의 최고점과 최하점의 위치를 집게를 사용하여 표시한 후 기록한다.
(6)추의 질량을 바꾸어서 위의 실험을 되풀이한다.
(7)위에서 구한 값을 이용해 용수철의 탄성 위치 에너지의 변화 값을 구하여 중력장에서의 위치에너지의 변화 값과 비교 검토한다.
주의사항 : 단진동 운동을 시킬 때 너무 높이 추를 들어올리지 않는다.

키워드

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