에너지 보존 법칙 실험 레포트

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목차

1.실험제목
2.실험목적
3.이론
4.실험장치 및 실험방법
5.실험 결과
6,토의
7.영상 속 질문
8,참고 문헌

본문내용

1.실험제목
에너지 보존 법칙 실험

2.실험목적
1) 높이를 측정하여 위치에너지를 구하고 속도를 측정해 운동에너지를 구한다.
2) 자동차가 대기위치에서 출발하여 만곡을 막 지나는 높이를 에너지보조노가 구심 가속도로부터 예측한다.

3.이론
1) 일의 의미와 표현
일(W)은 물체에 가해진 힘을 통해서 외부에서 물체로 또는 물체에서 외부로 전달된 에너지이다. ‘일’은 전달된 에너지이고, ‘일을 한다는 것’은 에너지를 전달하는 행위이다. 물체에 힘을 가하여 물체가 이동한 거리가 있다면 물체에 일을 했다고 표현할 수 있다. 따라서 일은 힘(F)과 거리(d)를 곱한 값으로 수식1처럼 표현할 수 있다. 물체에 가한 힘과 물체의 이동방향이 수직이라면 힘이 한 일은 0이다. 일은 스칼라량이며 일의 단위는 J(줄)이다.
(수식1)

2) 일-운동에너지 정리
일을 (수식2)와 같이 운동에너지의 변화로 표현할 수 있다. (수식1)과 (수식2)를 이용하여 (수식3)을 유도할 수 있다. K_f는 나중운동에너지이고 K_i는 초기운동에너지이다. (수식3)은 (알짜일을 한 후의 운동에너지)=(알짜일을 하기 전의 운동에너지)+(알짜일)을 나타낸다.
(수식2)
수식(3)
3) 운동에너지
운동에너지는 물체의 운동상태와 관련된 에너지이다. 물체의 속도가 빠를수록, 질량이 클수록 운동에너지가 커진다. 이를 수식(4)와 같이 나타낼 수 있다.
(수식4)

4) 중력 퍼텐셜 에너지
퍼텐셜에너지는 서로 힘을 작용하는 물체들로 이루어진 계의 짜임새와 관련 있는 에너지다. 중력 퍼텐셜에너지는 중력이 끌어당기는 두 물체 사이의 거리와 관련이 있다. 중력 퍼텐션 에너지는 (수식5)와 같다. y축을 따라 움직이는 질량이 m인 입자가 y_0에서 y_f로 움직이는 동안 중력 F(=mg)가 일을 할 때, 중력 퍼텐셜에너지는 아래와 같이 유도할 수 있다.

참고 자료

David Halliday외 2명, “Principle of Physics”, 제11판, 2021, 134-138p, 159-164p, 178-179p,
한양대학교 물리교재위원회, “일반물리학실험”, 제 4판, 2020, 65-71p