일반물리학실험 결과레포트 - 역학적에너지의 보존

소개글

일반물리학실험 결과레포트 - 역학적에너지의 보존에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험결과(데이터)
2. 결과분석
3. 고찰
4. 결론
5. 참고문헌, 감사의 말

본문내용

3회차 캡쳐자료
먼저 T-Y그래프를 보면 시간이 지남에 따라 y축 변위는 계속 감소하다 0.66초 부근에서 증가하다가 다시 0.9초 부근에서 감소하는데, 이는 0.66초 부근에서 공이 원형궤도에 진입했으며, 0.9초 부근에서 원형궤도의 최고점을 지나갔다는 것을 의미한다.
T-X그래프를 보면 시간이 지나면서 x축 변위가 계속 증가하다가(증가폭이 점점 커짐) 0.67초 부근에서 증가폭이 점점 감소하더니 0.73초 부근에서 변위 자체가 감소하였다. 그 후 1초 부근에서 변위가 다시 증가한다. 이는 0.67초 부근에서 원형궤도에 진입하였으며, 0.73초 부근에서는 원형궤도의 제일 꼭대기 부분을 0도 라고 설정했을 때, 270도에 해당하는 부분을 지났으며, 1초 부근에서 원형궤도의 90도에 해당하는 부분을 지났다는 것을 의미한다.
X-Y 그래프는 보면 실험 시 공의 운동 경로를 의미한다.
2. 고찰
이번 실험에서 실험값과 이론값을 비교해보니 21% ~ 25%에 해당하는 범위의 오차가 발생하였다. 이는 상당한 오차가 발생한 것이라고 생각이 된다. 에너지 보존 여부를 실험을 통해 확인할 수 있었지만, 왜 이런 오차가 생겼는지 생각해 보았다.
첫 번째로 공과 궤도 사이의 마찰력이 이상적인 운동을 방해하였다. 마찰력이 작용하여 h 지점을 지날 때의 공의 속도가 이론값보다 줄어들어서 오차가 발생하였던 것 같다. 이는 실험 여건 상 보정할 수 없는 오차이다.
두 번째로 공이 궤도를 따라 굴러가면서 발생한 소리 및 열에 의하여 에너지의 손실이 발생한 것이라고 생각된다. 미세하지만 소리에너지와 열에너지에 의한 역학적 에너지 손실이다.
세 번째로 공이 구멍이 몇 개 뚤려 있었다는 것을 들 수 있다. 아무것도 아닌 것 같지만 공에 구멍이 뚫려 있어서 그 구멍 안으로 공기가 통과하여 공의 속도도 달라지고, 공이 약간 회전을 하게 되어 회전력을 받아서 더 큰 마찰력이 작용하고 따라서 전체적인 속도가 줄어들게 된다. 만약 구멍이 뚫려있지 않은 공을 썼더라면, 이론값과 조금 더 근접한 실험값을 얻어낼 수 있었을 것이다.
※ 원형궤도 부분에서 이론값과 실험값의 오차가 많이 나는 이유
궤도와 공 사이의 마찰력과 공기저항력, 그리고 구슬이 원형궤도를 지날 때 받는 중력에 의한 힘 때문에 직선궤도 부분보다 원형궤도 부분에서 실험값의 오차가 많이 나게 된다.
3. 결론
이번 실험은 공을 굴렸을 때의 경우를 예로 하여 역학적 에너지의 보존 여부를 알아보는 실험이었다. 이상적인 결론값은 최고점H 에서의 역학적에너지와 한 지점 h에서의 역학적에너지의 값이 서로 일치해야 하는 것이었으나, 21% ~ 25%정도의 오차를 보였다. 하지만, 이는 실험 장비 여건 및 마찰력 등등 의 원인이 작용한 것이었다. 결론적으로, 역학적에너지는 실제로는 보존되지 않는다는 것을 알 수 있었다.
4. 참고문헌, 감사의 말
참고문헌 : 대학물리학(북스힐) - p.187 ~ 190
일반물리학실험(북스힐)
감사의 말
귀찮을 정도로 잦은 질문에도 항상 친절하게 대답해 주시는 조교님 덕분에 그때 그때 실험이 잘

키워드

성균관대,   물실,   물리학실험,   일반물리학실험,   역학적에너지,   역학에너지,   역학적에너지 보존