1.5 단진자의 역학적 에너지 보존 - 예비

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일반물리학 단진자의 역학적 에너지 예비레포트

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1.5 단진자의 역학적 에너지 보존
* 단진자 : 길이가 고정되어 있고 질량을 무시할 수 있는 실에 추를 달 아서 지면과 수직인면 위에서 진동시키는 진자.
1. 실험 목적
단진자를 이용하여 중력장 속에서의 위치에너지와 운동에너지의 변화 를 측정하여 역학적 에너지가 보존됨을 알아본다.
2. 기본이론
· 중력과 같은 보존력 : Wc
공기저항과 같은 비 보존력 : Wnc → Wc + Wnc = 1/2 mvf² - 1/2 mv0²
Wc 가 중력뿐일때는 : mg(h0-hf) + Wnc = 1/2 mvf² - 1/2 mv0²
∴ Wnc = (1/2 mvf² - 1/2 mv0²) + (mghf - mgh0) (*mgh: 중력위치에너지)
보존력장에서 나중 총 역학적 에너지가 처음 총 역학적 에너지와 동일함을 나타낸다. 즉 역학적 에너지는 보존됨을 나타낸다.
· 진자의 추의 중력 위치에너지 : mg△y (추는 원운동)
중력운동에너지 : 0 , 운동에너지 : 1/2mvx²
중력가속도 : g , 물체의 질량 : m
∴ 1/2mvx² + 0 = 0 + mg△y
vx와 △y를 구하여 역학적 에너지가 보존됨을 확인 할 수 있다.
· 포물선 운동의 수평거리 : X , 높이 : H
진자가 지면에 도달하는데 걸린 시간 : t , 진자의 수평속도 : vx
∴ H = 1/2gt²

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