일반물리학실험 - 역학적 에너지 보존

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본문내용

7)에서 정한 높이 에서 굴러 내려 수평거리 를 5회 측정한다.
(10) 과정 (7)과 (9)에서 측정한 ,및 의 값을 식 (13)에 대입하여 를 계산하고 이를 식 (11)에 대입하여 를 구한다.
(11) 식 (9)에서 를 계산하고 과정 (10)에서 구한 과 비교하여 같지 않다면 이유를 생각해 보시오.
▶ 실험결과
측정횟수
1
2
3
4
5
평균
수평거리 (과정 3)
0.905
0.912
0.906
0.905
0.923
0.910
수평거리 (과정 9)
0.840
0.845
0.891
0.900
0.902
0.876
< 경사각이 없을 때 >
· 트랙 끝점의 높이 () = 0.80m
· 출발점의 높이 () = 0.57m
< 경사각이 있을 때 >
· 트랙 끝점의 높이 () = 0.80m
· 트랙 끝점과 실험대의 거리 () = 0.11m
· 트랙의 경사각 () = 10°
· 출발점의 높이 () = 0.53m
· 원형 트랙의 반경 () = 0.16m
< 경사각이 없을 때 >
(1) 점 C에서 구의 속도
x값의 평균 = 0.910m , y = 0.800m에서
세로방향성분은 등가속도 직선 운동이므로
에서 = 0 이고 s = 0.8m, a = g = 9.8 이므로
에서 0.404 sec
에서 x 0.910m이고 위 식에서 t 0.404이므로 2.253m/sec
(2) 점 C에 서 구의 속도 (식 (2) 이용)
에서 3.347m/sec
(3) 과 의 비
약 2 : 3
(4) 에너지 손실(%)
%
< 경사각이 있을 때 >
(1) 측정값 R과 의 비를 구하고 식 (6)와 비교
R : = 16 : 53
식 (6)에서는 10 : 27(= 20 : 54)
비슷하다
(2) 식 (11)과 (13)을 이용해서 과 을 계산
, 에서
m/sec
(3) 식 (9)를 이용하여 을 계산
m/sec
(4) / = = 0.928
▶ 토의
에너지 손실이 난 원인
<경사각이 없을 때>
1. 레일과 쇠공사이의 마찰
2. 시점 설정시 육안 측정의 한계
(= 레일의 회전부분에서 최고점에 다다랐을때의 운동에너지가 0인지점 (=속도가 0인지점)설정시)
3. 를 0으로 가정함
<경사각이 있을 때>
1. 레일과 쇠공사이의 마찰
2. 각도 및 시점(출발 높이) 설정시 육안 측정의 한계
(= 레일의 회전부분에서 최고점에 다다랐을때의 운동에너지가 0인지점 (=속도가 0인지점)설정시)
3. 를 0으로 가정함
▶ 참고자료
일반물리학실험 교재 & 실험결과자료

키워드

일반물리학,   역학적 에너지 보존,   실험