물리실험레포트-단진자 에너지 보존 법칙

소개글

물리실험레포트-단진자 에너지 보존 법칙에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험소개

2. 실험값

3. 참고사항

4. 설명

본문내용

된다.
운동상태가 바뀌어 속도가 떨어지면 그에 대응하는 운동에너지가 외부에
일로 나타난다. 가령 운동하고 있는 물체가 마찰을 받아 정지할 때는
운동에너지가 마찰저항에 대한 일로 소비되어 열이나 소리 등 다른
에너지로 바뀐다. 그러나 물체의 운동상태를 바꾸는 힘이 중력이나
전기력 ·자기력 등과 같이 물체의 위치만으로 정해질 경우에는
외부로부터의 작용이 없는 한 운동에너지의 변화는 위치에너지
(퍼텐셜에너지)로 저장되며, 반대로 물체의 위치에너지가 줄면
그만큼 운동에너지가 늘어 둘의 합이 항상 일정하게 보존된다.
진자의 운동 등이 그 전형적인 예이다.
이 관계를 보통 역학적에너지보존법칙이라 한다.
한편 상대론적역학에서는 정지질량 mo인 물체가
속도 v로 운동하고 있을 때의 에너지는으로 표시된다. 이것은 v=0이더라도 m0c2이라는 값을 가지고 있으므로,
운동에너지는가 되며, 이것은 v가 c에 비해 충분히 작을 때는
m0v2/2이 되어 고전역학에서의 값과 일치한다.
위치 에너지
퍼텐셜에너지라고도 한다. 예를 들면, 지상의 높은 곳에 있는 물체는
내려올 때 일정한 일을 할 수 있으므로 중력에 의한
위치에너지를 가지는 것이 된다. 또 외력에 의해서 변형되어
있는 탄성체는 외력을 제거하면 각각의 변형에 대응하는
크기의 일을 다른 것에 미친다고 볼 수 있으므로, 변형에 의한
위치에너지를 가지는 것으로 본다. 즉, 위치에너지는 물체에
잠재적으로 저장되어 있는 에너지이며, 그 크기는 물체를
그 상태로 만들기 위해서 외부로부터 가해야 할 일의 크기로 측정한다.
예를 들면, 질량 m인 물체를 높이 h만큼 밀어올리는 데는 중력에
거슬러서 mgh(g는 중력가속도)의 일이 필요하다. 따라서, 높이 h에
있는 질량 m인 물체의 위치에너지는 mgh가 된다. 또, 용수철을
탄성에 거슬러서 l만큼 늘이는 데는 fl/2(f는 외력의 크기)라는
일을 가해야 하므로, l만큼 늘어난 용수철의 위치에너지는 fl/2이다.
이러한 예에 한하지 않고, 일반적으로 물체에 작용하는 힘이
그 물체의 위치에 의해서만 결정될 때에는 항상 각각의 경우에
대응하는 위치에너지를 생각할 수 있다.
이런 종류의 힘을 흔히 보존력이라 하고, 보존력이 작용하는
장소를 보존력장 또는 퍼텐셜이 있는 힘의 장이라고 한다.
중력·탄성력 외에 정전기력·자기력 등은 모두 보존력이며,
전위·자위가 이 경우의 위치에너지에 해당한다.

키워드

단진자실험,   실험레포트,   일반물리학