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역학적 에너지 보존 예비report

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작성일18-04-20 17:05

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여기서 v와 w는 경사면 바닥에서 쇠구슬의 선속도와 각속도이다.
쇠구슬이 점 T에 겨우 도달하는 경우, 구심력은 중력과 같으므로
(4)
이다. 여기서 는 점 B에서 쇠구슬의 선속도이고 는 각속력이다. 또한 구르는 물체는 물체의 형태와 회전반지름에 따라 각기 고유한 관성을 가지게 된다
이 쇠구슬의 관성이며, 이므로 경사면 바닥에서 속도는
(2)
이다. 여기서 v와 w는 경사면 바닥에서 쇠구슬의 선속도와 각속도이다.
실험원리
쇠구슬의 공간운동 장치(경사각이 없을 때)

경사면의 높이 h되는 곳에서 반지름 r이고 질랴이 m인 쇠구슬이 정지상태에서 출발하여 굴러내려 오면 쇠구슬은 운동에너지를 가지며 또한 회전운동에 대한 관성을 가지게 된다 역학적 에너지 보존법칙에 따라
(1)
이다. 또한 구르는 물체는 물체의 형태와 회전반지름에 따라 각기 고유한 관성을 가지게 된다
이 쇠구슬의 관성이며, 이므로 경사면 바닥에서 속도는
...

역학적 에너지 보존 예비레포트(report)
201311191강재구
실험목적
경사면과 원주궤도를 따라서 쇠구슬을 굴리는 과정에서 쇠구슬의 회전운동 에너지를 포함하는 역학적 에너지의 보존을 관찰한다.
식 (7)에서
(8)
이며, 꼭지점 T를 통과하는 경우에는 식 (6)이 성립하여야 하므로
(9)
이 된다
3) 점 B에서 속도 와 점 C의 속도 의 관계
점 B와 점 C에서의 역학적 에너지는
(10)
이다.
1) 원형트랙 꼭지점에서 역학적 에너지
원형트랙 꼭지점 T에서의 총역학적 에너지의 일반적 표현은
(3)
이다.
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역학적 에너지 보존 예비레포트(report)
201311191강재구
실험목적
경사면과 원주궤도를 따라서 쇠구슬을 굴리는 과정에서 쇠구슬의 회전운동 에너지를 포함하는 역학적 에너지의 보존을 관찰한다.
식 (10)을 정리하면
(11)
이다.
실제 실험에서는 r은 미끄러짐 없다는 가정 아래서 원주궤도와 쇠구슬의 회전중심축 사이의 거리가 된다 쇠구슬이 높이 h에서 정지상태에서 출발하여 위의 그림과 같은 경로를 굴러 내려 원형트랙의 꼭지점T를 겨우 통과하는 경우에 꼭지점 T에서 역학적 에너지 와 점 B에서 쇠구슬의 속도는 다음과 같이 구해진다. 여기서 는 T에서 쇠구슬의 선속도, 는 각속도로서 이며, R은 원형트랙의 반경이다. 여기서 는 점 C에서 쇠구슬의 각속도이며, H는 경사각이 주어질 경우 기준점에서 트랙의 끝점인 점 C까지의 높이이다. 점 C의 수직선이 지면과 만나는 점을 좌표축의 원점으로 하고 지면과 평행한 방향을 축, 수직방향을 축 으로 하면 위 그림의 쇠구슬의 궤도는 다음식으로 표현된다 즉,


%20에너지%20보존%20예비레포트_hwp_01_.gif %20에너지%20보존%20예비레포트_hwp_02_.gif %20에너지%20보존%20예비레포트_hwp_03_.gif %20에너지%20보존%20예비레포트_hwp_04_.gif
실험결과/기타







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순서

설명



다. 출발점과 점 T에서의 역학적 에너지는 보존되므로
(6)
로 표현할 수 있고, 쇠구슬의 높이 H는

로 표시된다
2) 점 B에서 속도
출발점과 점 B에서의 역학적 에너지는 같으므로
(7)
이다.

쇠구슬의 공간운동장치(경사각이 있을 때)
4) 포물선 운동
트랙의 끝점 C를 떠난 쇠구슬은 포물선운동을 하여 지면에 떨어진다.
실험원리
쇠구슬의 공간운동 장치(경사각이 없을 때)

경사면의 높이 h되는 곳에서 반지름 r이고 질랴이 m인 쇠구슬이 정지상태에서 출발하여 굴러내려 오면 쇠구슬은 운동에너지를 가지며 또한 회전운동에 대한 관성을 가지게 된다 역학적 에너지 보존법칙에 따라
(1)
이다. 식 (4)와 , 의 관계를 식 (3)에 대입하면
…(생략(省略)) (5)
이다.

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