[자연과학] 일반물리학 실험 - 강체의 공간운동에 의한 역학적 에너지 보존

일반물리학 실험 - 강체의 공간운동에 의한 역학적 에너지 보존

(1) 제목: 강체의 공간운동에 의한 역학적 에너지 보존

(2) 목적: 경사면과 원주 궤도를 따라 금속구를 굴리는 과정에서 구의 회전 운동 에너지를 포함하는 역학적 에너지의 보존을 살펴본다.

(3) 원리: 경사면의 높이 h되는 곳에서 반지름 r이고 질량이 m인 구가 정지상태에서 출발하여 굴러내려 오면 역학적 에너지 보존법칙은 보존된다.
mgh = 1/2mv² + 1/2Iw² 이다. (v=선속도, w=각속도)

(4) 실험장치 및 방법
- 강체의 공간운동장치, 버니어 캘리퍼, 갱지와 먹지, 각도기, 줄자, 수직자

① 강체 공간운동장치를 트랙 끝점이 수평을 유지하도록 실험대에 장치하고 트랙으로부터 지면까지 의 거리 y를 측정한다.
② 구의 출발점의 높이를 변화시켜 가면서 구가 원형트랙의 꼭짓점 T를 간신히 접촉하면서 지나갈 때의 출발점의 높이 h를 측정한다.
③ 구가 낙하되리라고 추정되는 위치에 먹지와 갱지를 깔고 과정②에서 정한 높이 h에서 구를 굴려 내려 수평거리 x를 5회 측정한다.
④ 점 C에서 구의 속력 v(실험)를 x와 y를 이용하여 계…(생략)