[레포트] 물리실험보고서-강체의 공간운동

실 험 보 고 서

강체의 공간운동

1. 목 적 : 사면과 원주 궤도를 따라 금속구를 굴리는 과정에서 구의 회전 운동 에너지를 포함하는 역학적 에너지의 보존을 살펴본다.

2. 이 론

경사면의 높이 되는 곳에서 반지름 이고 질량이 인 구가 정지상태에서 출발하여 굴러 내려오면 역학적 에너지 보존법칙은 이다. 여기서 는 경사면 바닥에서 구의 선속도와 가속도이다. 이 구의 관성모멘트 이며, 이므로 경사면 바닥에서 속력은 이다.

(1) 원형트랙 꼭지점에서 역학적 에너지
원형트랙 꼭지점 에서의 총 역학적 에너지의 일반적 표현은 이다. 여기서 는 에서 구의 선속력이고 는 각속도로서 이며, DMS 원형트랙의 반경이 구가 점 에 겨우 도달하는 경우 구심력은 중력과 같으므로 이다. 식 (4)와의 관계를 식 (3)에 대입하면 이다. 출발점과 점 에서 역학적 에너지 보존법칙은 로 표시한다.

(2) 점 B에서 속력 V
출발점과 점 B에서 역학적 에너지 보존 법칙은 이다. 여기서 는 점 B에서 구의 선속력이고 는 각속력이다. 이며, 꼭지점 를 겨우 통과하는 경우에는 가 성립하여야 하므로 이 된다.

(3) 점 B의 속력 와 점 C의 속력 의 관계
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