역학적 에너지보존 (구의 강체공간 운동) 예비레포트

목차

1.목적
2.원리
3.기구 및 장치
4.실험 방법

본문내용

1. 목적
지상의 중력장에서 역학적 에너지 보존 법칙을 확인하기 위하여 경사면과 원주 궤도를 따라 구를 굴러 내려가게 하며 물리량들을 측정한다.

2. 원리
구가 굴러서 운동을 진행할 때 운동에너지 는이다. 여기서 둘째 항은 회전 운동에너지이고 구의 관성모멘트 는 이며, (r=구의반경) 이다. 따라서 된다. 구가 A(높이 )에서 정지상태로 출발하여 [그림 4-1]과 같은 경로를 굴러 내려 원형 궤도를 이탈하지 않고 맨 윗점 T를 겨우 통과할 경우, 점 T에서 역학적 에너지 와 원형궤도에서 가장 바닥에 있는 점 D에서 구의 속력 를 구해보자. 겨우 궤도를 이탈하지 않고 점 T를 통과하였으므로 원심력의 크기와 중력의 크기는 같아야 한다. 여기에서 R은 원형궤도의 반지름이고 g는 중력가속도이다. 또 역학적에너지가 보존되어야 하므로 점 T를 지날 때 금속 구의 역학적에너지 (운동에너지 + 위치에너지)는 점 D를 지날 때의 역학적에너지와 같아야 한다. 즉, 이 에너지는 높이 에서 정지상태에 있는 금속 구의 위치에너지와 같다.

참고 자료

없음