분류충격실험

목차

1. 개 요

2. 실 험 목 적

3. 실 험 장 치

4. 실 험 방 법

5. 실험이론 및 계산

6. 실험 결과 및 고찰

7. 실험 DATA

본문내용

로부터 분사되는 분류 유체가 캡에 가하는 충격력을 측정하는 장치로써 여러 가지의 형상으로 실험이 가능하다고 생각 되었다.
그리고 이 실험에서는 노즐에서 분사되는 운동에너지와 캡에 부딪쳐서 캡에 전달되는 에너지는 이론적으로 마찰이 없다고 가정한 이론값과 실험으로 구한 값은 많은 차이가 있었다. 매번 실험을 하면서 발생하는 오차가 있어서 실험이 매우 힘들었다. 같은 유량으로 캡을 번갈아 끼움으로 발생하는 실험 오차로 인해 실험횟수는 별 의미가 없다고 생각되어 횟수는 4번으로 하였다.
또한 실험에서 나타나는 값과 이론값의 차이가 많이 발생하는 것 같아서 이 실험에서는 오차에 대한 생각을 많이 하게 되었다.
실험 결과를 데이터로 보게 되면 평판 캡과 반구 캡의 그래프를 비교해 보면 유량에 따라 각각의 캡에 전달되는 운동에너지가 2배에 가까운 값이 산출된다는 이론값과는 다르게 나타났다. 즉 평판이 받는 물의 운동에너지 흡수율과 반구캡이 흡수하는 물의 운동에너지 값은 이론값과는 차이가 있다는 것을 쉽게 눈으로 확인 할 수 있었다. 여기서 나타나는 오차는 중력가속도에 의한 물의 운동에너지가 위치에너지로 전이 되면서 발생한 것과 기계조작에서 스프링의 탄성력과 스프링의 확실한 고정이 불가능했다는 것에서 나타났다고 생각된다. 그리고 측정수가 실험값을 읽는 과정에서의 오차도 발생했다고 생각된다.
7. 실험 DATA
평판일 경우 노즐에서 분출되는 힘의 반밖에 전달시키지 못 한다.
()
반구일 경우 에너지 손실 없다고 가정을 할 때 노즐에서 분출되는 힘은 모두 전달된다. ()
아래의 식은 위의 이론값을 고려하여 계산한 것인데 좌항은 노즐에서 분출된 에너지가 평판이나 반구 캡에 대한 충격량이 0점에 대하여 일으키는 모멘트량이고 우측항은 0점에 대해 추가 일으키는 모멘트이다. 그런데 양쪽항이 이론적으로는 일치하여야 하나 실험에서의 에너지 손실과 실험 오차에 의해서 그 차이가 나타나고 있는 것이다.
①번째 실험
0.016kgm 0.0173kgm
0.032kgm 0.026kgm
②번째실험
0.028kgm 0.026kgm
0.057kgm 0.031kgm
③번째실험
0.04kgm 0.029kgm
0.08kgm 0.049kgm
④번째실험
0.049kgm 0.032kgm
0.1kgm 0.054kgm
실험 결과표
실험으로 나타나는 평판과 반구의 힘을 비교해 보았다. 이론상으로는 반구캡이 받는 운동에너지의 흡수량과 평판 캡이 흡수하는 운동에너지의 흡수량은 이론값에서 나타나는 흡수율의 차이가 2배에 못 미치는 것을 실험결과로 알수 있다.
실험번호
유량(kg/s)
추의이동거리 (cm)
노즐유속(V)
(m/s)
분출유속(V0)
(m/s)
힘(WV0)
kg
평판
kg
반구
kg
①
0.14
2
-3.5
1.78
1.48(m/s)
0.2072
0.1107
0.169
②
0.18
5
2
2.29
2.07
0.373
0.169
0.2
③
0.21
17.5
4
2.68
2.49
0.523
0.19
0.321
④
0.23
20.5
6
2.93
2.76
0.635
0.209
0.351

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