[자연과학] 물리학 실험 - 역학적 에너지 보존(구의 공간운동 장치를 이용하여 역학적 에너지가 보존되는지에 대해)

1. 목적

2. 원리

(1)

이다. 여기서 둘째항은 회전 운동에너지이고 구의 관성모멘트 I는 이며 (r: 구의 반경), 이다.

(1) 구의 공간운동 장치

(2) 캘리퍼

(3) 줄자

(4) 수직기

(5) 각도기

(6)시간측정용 센서

4. 실험방법

(1) 구의 공간운동 장치를 설치하고 직선 트랙의 기울기를 각도기를 이용해 측정한다.

(2) 금속 구의 출발점 높이를 변화시키면서 금속 구가 원형 트랙을 겨우 접촉하면서 통과할 때의 높이 를 구한다.

(3) 위의 방법으로 구한 각각의 가 식 (5)를 만족시키는가를 확인하고, 이론 값과의 오차 를 계산한다.

(4) 트랙의 각도를 달리하는 4가지 다른 경우에대해 (1)~(3)을 반복하고 경사면의 기울기와 오차와의 관계를 생각해 본다.

(5) 트랙의 직선 구간의 서로 다른 점 B와 C에 센서를 장치하고 그 높이 와 를 측정한 다.

(6) 두 점 B와 C사이의 사선 거리 와 두 점의 높이 차이 를 측정하여 트랙 의 기울기 를 구한다.

(7) A점으로부터 정지상태로 출발한 금속 구가 점 B와 점 C를 통과하는 시간 간격 를 측 정한다.

(8) (7)에서 구한 가 식 (10)의 로부터 얻은 와 일치하는지 확인히고 그 오 차를 계산한다.

(9) 트랙의 각도를 달리하는 4가지 다른 경우에 대해 (5)~(8)을 반복하고 트랙의 기울기와 오 차와의 관계를 생각해 본다.

5. 결과

66.5cm