[물리실험 예비+결과레포트] 역학적 에너지 보존

소개글

[물리실험 예비+결과레포트] 역학적 에너지 보존에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

력 를 와 를 사용하여 계산한다.
(5) 에 값을 대입하여 구한 쇠구슬의 속력 과 비교한다.
(6) 과 이 같지 않다면 이유를 생각해보고 역학적 에너지의 손실 를 계산하라.
(7) 쇠구슬의 공간운동장치를 그림 2와 같이 끝부분이 수평면과 각 를 이루도록 설치하고 과정 (2)와 같은 실험을 높이 를 측정하고, 점 C와 지면의 수지거리 및 원형트랙의 반경 을 재어 기록한다.
(8) 과정 (7)에서 측정한 가 식 (6)을 만족시키는지를 검토하라.
(9) 쇠구슬이 낙하되리라고 추정되는 위치에 먹지와 종이를 깔고 과정 (7)에서 정한 높이 에서 굴러 내려 수평거리 를 5회 측정한다.
(10) 과정 (7)과 (9)에서 측정한 및 의 값을 식 에 대입하여 를 계산하고 이를 식 에 대입하여 를 구한다.
(11) 식 에서 를 계산하고 과정 (10)에서 구한 과 비교하여 같지 않다면 이유를 생각해 보고 과정 (6)에서 구한 역학적 에너지 손실 를 고려하여 을 계산한 후, 과 다시 비교하여 검토하라.
결 과 실 험 보 고 서
학 과
학 번
이 름
실험일
분 반
실험조
실험제목 : 역학적 에너지의 보존
1. 측 정 값
★쇠구슬의 질량(m) :0.1kg
측정횟수
1
2
3
4
5
평균
수평거리
(가 없을 때)
0.84
0.84
0.847
0.845
0.85
0.8444
수평거리
(가 있을 때)
0.85
0.85
0.855
0.847
0.859
0.8522
가 없을 때
트랙 끝점의 높이
0.775m
출발점의 높이
0.48m
가 있을 때
트랙 끝점의 높이
0.826m
트랙 끝점과 실험대의 거리 H
0.051m
트랙의 경사각
출발점의 높이
0.46m
원형 트랙의 반경 R
0.15m
2. 결과값
1)점 C에서 구의 속력 실험값
v(실험)=
각도가 없을때
1. =2.112
2. =2.112
3. =2.129
4. =2.124
5. =2.112
각도가 있을때
6.=1.962
7.=1.962
8.=2.133
9.=2.024
10.=2.051
2)점 C에서 구의 속력 이론값 (식(2) 이용)
v(이론)=
각도가 없을 때 =2.592
각도가 있을 때 =2.537
3)v(실험)과 v(이론)의 비
각도가 있을 때
1. 2.112 : 2.592
2. 2.112 : 2.592
3. 2.129 : 2.592
4. 2.124 : 2.592
5. 2.112 : 2.592
각도가 없을 때
6 1.962 : 2.537
7. 1.962 : 2.537
8. 2.133 : 2.537
9. 2.024 : 2.537
10.2.051 : 2.537
4)에너지 손실
E(에너지손실) = 위치E - (위치E + 운동E)
=
0.1*9.8*(0.775+0.48)-0.1*9.8*0.775+
=0.809
9) =2.381
5)측정값 과 의 비를 구하고 식(6)과 비교
: = 0.15 : 0.46
6)식(13)과 (11)을 이용해서 v(실험)을 계산
식(13)
식(11) (실험값)
각도가 없을 때
1. )==4.460
)+0.714=5.174
2. )==4.460
)+0.714=5.174
3. )=4.532
)+0.714=5.246
4. )=4.511
)+0.714=5.225
5. ) =4.460
)+0.714=5.174
각도가 있을 때
6. = 3.862)
3.862 + = 4.576
7. = 3.862)
3.862 + = 4.576
8. = 3.905)
3.285 + = 4.619
9. = 3.836)
3.836 + = 4.55
10. = 3.940)
3.940 + = 4.654
7)식(9)을 이용하여 v(이론)을 계산
(이론값)
=2.381
8)v(실험) / v(이론)
각도가 있을 때
1. 2.112 /2.381=0.887
2. 2.112 /2.381=0.887
3. 2.129 /2.381=0.894
4. 2.124 /2.381=0.892
5. 2.112 /2.381=0.887
각도가 없을 때
6 1.962 /2.381=0.824
7. 1.962 /2.381=0.824
8. 2.133 /2.381=0.895
9. 2.024 /2.381=0.850
10.2.051 /2.381=0.861
3. 결과 및 토의
이론값에서는 역학적 에너지는 보존된다고 했지만 실제 실험에서는 위에서 구한 것과 같이 역학적 에너지가 완벽하게 보존되지는 않았다. 이것은 트랙과 공사이의 마찰력과 공기 저항으로 인해서 위치에너지가 운동에너지뿐만 아닌 다른 에너지로도 전환되기 때문이다. 또한 공의 높이 조절에서도 약간의 오차가 생겼을 수도 있다.

키워드

역학적 에너지 보존,   경사면과 원주궤도,   포물선 운동