[물리실험1]구슬 롤러코스터 실험 결과레포트

6. 구슬 롤러코스터 1. 실험 목적과 이론 및 예비 보고서 (1) 실험 목적 롤러코스터처럼 수직으로 한 바퀴 회전하는 운동에 필요한 조건을 이해한다. (2) 실험 기구 포토게이트 및 고정 집게 2개, 스탠드(높이 1 m 이상) 1개, 플라스틱 밑판 4개, 금속봉 10개(60 cm ×1, 39 cm ×3, 30 cm ×3, 20 cm 이하 ×3), 레일(2 m) 2개, 쇠구슬 2개, 스마트 폰, 줄자 (3) 이론 및 예비 보고서 핵심물리 5.3장의 보기문제 5.7을 자기의 말로 풀어서 정리한다. Q.캘리포니아 발렌시아에 있는 롤러코스터 ‘거대한 미국 롤러코스트’(Great American Revolution)는 반지름이 6.3m인 고리의 고리가 설치되어 있다. 롤러코스터 차가 원형 트랙의 꼭대기에서 떨어지지 않으려면 차의 속력은 최소 얼마이어야 하는가 롤러코스터가 꼭대기에서 떨어지지 않고 한 바퀴 돈다는 것은 롤러코스터가 원운동 궤도에 있다는 것이다. 수직항력이 없으면 롤러코스터와 궤도는 더 이상 접촉하지 않기 때문에 궤도와 롤러코스터 사이에 수직항력이 존재한다. 궤도 꼭대기에서 수직항력과 중력은 모두 수직 아랫방향이다. 아래의 자유물체도형을 참고하면 뉴턴 법칙은 이다. 수직항력과 중력이 모두 아랫방향이고 y성분을 생각하면 , 이고 롤러코스터는 고리의 꼭대기에서는 원운동 하므로 롤러코스터의 가속도는 중심을 향하는 아랫방향이고 크기는 이다. ⇨ 이다. r, m, g는 모두 상수이고 n=0일 때 v가 최소가 된다. 따라서 위 식에 n=0을 대입하면 이다. 롤러코스터의 자유 물체 도형 2. 내리막과 오르막 (1) 레일을 조립해서 아래와 같은 내리막과 오르막으로 이루어진 롤러코스터를 만든다. 레일을 고정하는 집게는 아래와 같은 방법으로 조립한다. (주의 사항: 집게를 금속 기둥에 고정할 때는 금속 기둥의 끝에서부터 끼운 후 원하는 위치로 이동하도록 한다) (2) 높이 h1에서 쇠구슬을 굴렸을 때 …
(2)…