[일반물리학실험] 강체의 공간운동 예비 ＋ 결과보고서

R REPORT 강체의 공간운동 예비 결과 보고서 과목명 일반물리학실험 지도교수 학과 학번 이름 제출일 1. 실험 목적 경사면과 원주 궤도를 따라 구를 굴려서 구의 회전 운동 에너지를 포함하는 역학적 에너지의 보존을 측정 포토게이트 센서를 사용하여 구의 최종 속도를 측정 원주운동을 하기 위한 최소 출발 고도 예측 2. 실험 기구 설명 버니어 데이터 수집 인터페이스 강체의 공간 운동 실험장치 로거프로 3 한글 프로그램 포토게이트 센서 100 cm자 금속 구, = 19mm 플라스틱 구, = 19mm 3. 실험원리 및 이론 1. 경사면을 굴러 떨어지는 구가 가진 운동에너지()는 구의 무게중심의 운동 에너지와 구의 자전에 따른 회전운동 에너지의 합과 같다. (13.1) 이다.와 는 경사면 바닥에서 구의 선속도와 각속도이다. 2.이 구의 관성 모멘트는 , 이므로 바닥에서의 운동 에너지의 합은 위치 에너지와 같다. (13.2) 따라서 경사면 바닥에서 속도는 (13.3) 3. 반경 R인 원형 트랙에서 구슬이 떨어지지 않고 운동을 하기 위해서는 원형 트랙 꼭지에서 구의 원심 가속도가 중력가속도 보다 크거나 같아야 한다. 떨어지지 않기 위한 최소 속도는 다음과 같다. 이다. 따라서 최소 속도 는 이다. 이 속도를 얻기 위해 그보다 높은 위치에서 떨어져야 하는데 (3) 식을 이용해 다음과 같이 구할 수 있다. (13.4) 따라서 원주 바닥에서부터 2.7R 이상의 높이에서 구슬이 굴러오면 무사히 원주 운동을 할 수 있다. 4. 실험 방법 4.1 역학적 에너지 보존 1. 그림 13.3과 같이 삼각대의 높이를 조절하여 강체의 공간 운동 실험장치를 구성한다. 2. 랩 퀘스트2 인터 페이스의 전원을 켜고 포토게이트 센서를 인터페이스의 디지털 채널에 연결한다. 3. 구슬이 포토게이트가 설치된 위치를 지날 때의 높이()를 측정한다. 4. 시작점에서의 높이 ()를 측정한다. 5. 인터페이스의 …
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