[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

큼 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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