일반 물리학 실험 및 실습 - 일-에너지정리 실험

소개글

목적 : 역학적 일에 대하여 이해해 본 뒤에 일과 에너지의 관계에 대해 알아본다.

목차

1. 실험 목적 및 이론
2. 실험 방법 및 순서
3. 실험 결과
4. 질문과 답
5. 고찰

본문내용

1. 실험 목적 및 이론
목적 : 역학적 일에 대하여 이해해 본 뒤에 일과 에너지의 관계에 대해 알아본다.

이론 : 일은 일반적으로 힘이 가해진 방향으로 움직인 물체의 거리로 정의된다. 이렇게 정의할 때 일은 단순히 다음의 식으로 나타낼 수 있다.
W = Fd = Fd cosθ

힘의 방향과 물체의 운동 방향이 같을 때 양의 일을 하고 반대일 때는 음의 일을 한다. 힘이 가해졌다 하더라도 일은 0이 될 수도 있다. 예를 들면 등속 원운동에서 구심력이 하는 일은 언제나 0이다. 등속원운동에서는 구심력이 주어지는 방향과 물체가 움직이는 방향이 언제나 직각이기 때문이다.(즉, 가해진 힘에 대해 물체의 이동거리가 0이기 때문이다.) 이것은 다시 에너지의 변화로도 설명될 수 있다. 등속원운동에서는 구심력에 의한 물체의 에너지 변화가 없기 때문에 일은 0이다. 또한 단순히 일의 공식 W = Fd = Fd cosθ 에서 θ = π/2 이기 때문에 cosθ = 0 이 되어 W = 0 이 성립하기도 한다.

즉, 알짜 힘과 평행으로 거리에 걸쳐서 만큼의 힘을 받는 질량 m인 물체의 경우, 행해진 일은 다음과 같다.
W=Fd

여기서 W는 역학적 일, F는 알짜 힘 그리고 d는 움직인 거리를 의미한다. 운동하는 물체의 운동 에너지 변화량은 이 물체가 한 일과 같고 이를 일-에너지 정리라고 한다.

참고 자료

없음