역학적에너지 레포트

1.실험목적

사면과 원주궤도를 따라서 여러 가지 구를 굴리는 과정에서 구의 회전운동 에너지 를 포함하는 역학적 에너지의 보존을 살펴 본다.

2.원리

구가 경사면의 높이 h되는 곳에서 반지름 r이고 질량이 m인 정지상태에서 출발하여 굴러내려오면 역학적 에너지 보존법칙은 이다.
여기서 v와 ω는 경사면 바닥에서 구의 선속도와 각속도이다.
이 구의 공간운동 이 구의 관성모멘트 이며, v = rω이므로 경사면 바닥에서 속력은 이다.
주의: 실제 실험에서는 v = rω의 관계는 r이 (원주)궤도와 구의 회전 중심축 사이의 거리로 바뀌어야 한다. (미끄러지지 않는다는 가정하에서)
구가 높이 h에서 정지 상태에서 출발하여 그림 2와 같은 경로를 굴러 내려 원형 트 랙의 꼭지점 T를 겨우 통과하는 경우, 꼭지점 T에서 역학적 에너지 Et와 점 B에서 구의 속력 Vb 는 다음과 같이 구해진다.

1) 원형트랙 꼭지점에서 역학적 에너지 Et

원형트랙 꼭지점 T에서의 총 역학적 에너지의 일반적 표현은

이다.

(여기서 vt는 T에서 구의 선속력이고 ωt 는 각속도로서 vt = rωt이며, R은 원…(생략)