전남대학교 일반물리실험1 구슬 롤러코스터 A+ 결과레포트

목차

1. 목적

2. 실험 이론

3. 실험 진행 결과
1) 내리막과 오르막
2) 360도 회전

4. 의견 및 고찰

본문내용

목적: 구슬 롤러코스터로 수직으로 한바퀴 회전하는 운동을 구현해보고, 필요한 조건을 이해한다.

실험 이론
(1) 역학적 에너지 보존 법칙
- 외계에 접촉이 없을 때 고립계에서 에너지의 총합은 일정하다는 것
- ( 각각 운동에너지와 퍼텐셜 에너지의 변화인데, 하나가 증가하면 다른 하나가 감소하므로 전체 역학적 에너지의 변화는 없다.)
- ( 한 지점에서의 역학적 에너지는 다른 지점에서의 역학적 에너지와 같다.)

(2) 수직항력
- 물체가 어떠한 표면 위에 있을 경우 아래 방향으로 누르는 힘이 발생하고, 이것의 반작용으로 표면이 물체에 힘을 가하는데, 이를 수직항력이라 함.
- 지면 위에 놓인 물체에 작용하는 수직항력의 크기는 mg와 같음(m=물체의 질량)
- 각도가 인 빗면 위에 놓인 물체에 작용하는 수직항력은 mg 임.(m=물체의 질량)

< 중 략 >

3.실험 진행 결과
3-1. 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)

< 중 략 >

(4) 실험값과 이론값이 차이가 나는 원인을 설명해보라. (생각 없이 습관적으로 ‘마찰 때문’이라고 말하지 말라.) 쇠구슬의 위치에너지가 운동에너지로 모두 변환되지 않았다면 그 나머지 에너지는 어디로 간 것일까?
이론과 달리 실제 실험에서는 역학적 에너지 보존 법칙이 성립하지 않기 때문이다. 이론에서는, 쇠구슬의 위치에너지가 운동에너지 전부로 변환된다. 처음 쇠구슬의 역학적 에너지를 100이라 한다면, 퍼텐셜 에너지 100, 운동 에너지 0이고, 바닥에서는 퍼텐셜 에너지 0, 운동 에너지 100이 되어 역학적 에너지는 보존된다.

참고 자료

없음