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Intro ......

 

양(+)의 y축은 지면으로부터의 위치를 나타낸 것이다. 중력은 보존력이므로 중력이 한 일인 위의 식은 경로에 관계 없이 모든 물체에 적용된다. 먼저 운동에너지와 일 에너지정리를 살펴보면 다음과 같다. 힘이 복잡하게 주어질 경우 뉴턴의 제 2법칙을 사용하여 문제를 푸는 것은 어려울 수 있다. 식②에서 를 대입하면 다음과 같다. -① 물체가 등가속도 운동을 할 때 다음과 같은 관계식이 적용된다. 의 일의 정의식을 적용하면 다음과 같은 중력이 한 일을 구할 수 있다. 이제 정의에 의해 중력이 한 일과 중력 위치에너지의 관계를 알아보면 다음과 같다. 이 형태는 에너지의 단위이고 물체의 속력을 포함하고 있으므로 물체의 운동과 관계된 에너지로 해석할 수 있으며, 물체의 속력을 쉽게 계산할 수 있다. 지구와 지구표면 근처에 있는 질량 m인 물체로 구성된 계의 중력 위치 에너지는 다음과 같다. 이제 는 일-에너지 정ㅇ리에서 중력이 한 일로 나타날 것이다. 힘이 일정하므로 뉴턴의 제 2법칙으로부터 우리는 물체가 등가속도  ......

 

 

Index & Contents

자연과학 다운로드 실험보고서 - 역학적 에너지의 보존

 

[자연과학] 실험보고서 - 역학적 에너지의 보존

 

 

○ 실험 제목

역학적 에너지의 보존

 

○ 실험 목적

물체가 경사진 면을 미끄러질 때 일어나는 에너지 변환을 체험하면서 그 때의 위치에너지의 손익과 운동에너지의 이익이 서로 같아짐을 확인하여 역학적 에너지 보존법칙이 성립함을 알아본다.

 

○ 관련이론

이 실험을 하기에 앞서 우리는 운동에너지, 일 에너지 정리, 위치에너지, 역학적에너지 보존에 대한 개념을 알 필요가 있다. 이 개념들을 살펴보자.

 

먼저 운동에너지와 일 에너지정리를 살펴보면 다음과 같다.

 

힘이 복잡하게 주어질 경우 뉴턴의 제 2법칙을 사용하여 문제를 푸는 것은 어려울 수 있다. 그 대안은 물체의 속력과 외력이 물체에 한 알짜 일을 연관히키는 것이다. 만약 주어진 변위에 대해 알짜 일을 구할 수 있다면, 물체의 속력을 쉽게 계산할 수 있다.

 

다음 그림은 질량이 m인 물체가 오른쪽으로 작용하는 일정한 크기의 알짜 힘을 받아 오른쪽으로 진행하는 것을 나타낸 것이다. 힘이 일정하므로 뉴턴의 제 2법칙으로부터 우리는 물체가 등가속도 로 운동함을 알 수 있다. 만약 물체의 변위가라면 이 물체에 한 일은 다음과 같다.

-①

물체가 등가속도 운동을 할 때 다음과 같은 관계식이 적용된다.

또는

위 식을 식①에 대입하면 다음과 같은 식이 얻어진다.

 

 

따라서 물체에 한 알짜 일은 형태의 변화량과 같다. 이 형태는 에너지의 단위이고 물체의 속력을 포함하고 있으므로 물체의 운동과 관계된 에너지로 해석할 수 있으며, 다음과 같이 정의한다.

 

속력 v로 움직이는 질량이 m인 물체의 운동에너지는 다음과 같다.

 

물체에 한 알짜 일은 물체의 운동 에너지의 변화량과 같다.

 

여기서 운동 에너지의 변화는 전적으로 물체의 속력의 변화에 의한 것이다.

 

다음으로 중력에 의한 위치에너지를 알아보자.

 

벽돌이 선반에서 떨어지면 아래로 가속되어 마룻바닥에 있던 못을 정면으로 쳐서 못을 박을 수 있다. 이 벽돌은 선반에 있을 때 잠재적으로 일을 할 수 있는 능력을 갖고 있었기 때문에 벽돌은 위치에너지를 갖고 있다고 말한다.

 

위의 그림에서 질량이 m인 책이 높이 로부터 로 낙하하는 모습을 나타낸 것이고, 양(+)의 y축은 지면으로부터의 위치를 나타낸 것이다. 공기 저항을 무시하면 책에 작용하는 힘은 오직 중력뿐이다. 이때 중력이 한 일은 얼마인가? 힘의 크기는 mg이고 물체의 변위는 (양의 값)이며 와 는 같은 방향으로 아랫방향을 향한다. 의 일의 정의식을 적용하면 다음과 같은 중력이 한 일을 구할 수 있다.

-②

여기서 음(-)의 부호를 빼낸 것은 나중에 위치 에너지와의 관계를 정의하기 위해서이다. 중력은 보존력이므로 중력이 한 일인 위의 식은 경로에 관계 없이 모든 물체에 적용된다. 이제 는 일-에너지 정ㅇ리에서 중력이 한 일로 나타날 것이다. 중력과 비보존력을 포함하는 계에 대해서만 생각한다면 다음과 같이 쓸 수 있다.

 

여기서 는 비보존력이 한 일이다. 식②에서 를 대입하면 다음과 같다.

 

양변에 를 더하면

-③

을 얻는다. 이제 정의에 의해 중력이 한 일과 중력 위치에너지의 관계를 알아보면 다음과 같다.

지구와 지구표면 근처에 있는 질량 m인 물체로 구성된 계의 중력 위치 에너지는 다음과 같다.

 

여기서 g는 중력 가속도이고, y는 지구표면에 대한 물체의 수직 위치이다.

따라서 지구표면 근처에 위치한 물체와 관련된 중력 위치 에너지는 물체의 무게mg와 지구표면으로부터의 수직 위치 y와의 곱과 같다. 이 정의로부터 중력이 한 일과 중력 위치 에너지는 다음과 같은 관계를 갖는다.

-④

식 ③④를 이용하면 다음과 같은 확장된 개념의 일 에너지 정리를 얻는다.

-⑤

이 방정식은 비보존력이 한 일 는 운동 에너지의 변화량과 중력 위치에너지의 변화량을 합한 것과 같음을 의미한다.

 

다음은 역학적 에너지의 보존에 관한 이론이다.

 

보존법칙을 설명하자면 비록 물리량의 형태는 어떤 방식으로 변할 수 있지만 처음 값과 나중 값은 항상 같다. 단지 중력의 영향하에서 낙하

자연과학 다운로드 실험보고서 - 역학적 에너지의 보존 Up EF . 이 벽돌은 선반에 있을 때 잠재적으로 일을 할 수 있는 능력을 갖고 있었기 때문에 벽돌은 위치에너지를 갖고 있다고 말한다. -⑤ 이 방정식은 비보존력이 한 일 는 운동 에너지의 변화량과 중력 위치에너지의 변화량을 합한 것과 같음을 의미한다. -① 물체가 등가속도 운동을 할 때 다음과 같은 관계식이 적용된다. 이 개념들을 살펴보자. 먼저 운동에너지와 일 에너지정리를 살펴보면 다음과 같다. 따라서 지구표면 근처에 위치한 물체와 관련된 중력 위치 에너지는 물체의 무게mg와 지구표면으로부터의 수직 위치 y와의 곱과 같다. 보존법칙을 설명하자면 비록 물리량의 형태는 어떤 방식으로 변할 수 있지만 처음 값과 나중 값은 항상 같다.자연과학 다운로드 실험보고서 - 역학적 에너지의 보존 [자연과학] 실험보고서 - 역학적 에너지의 보존 ○ 실험 제목 역학적 에너지의 보존 ○ 실험 목적 물체가 경사진 면을 미끄러질 때 일어나는 에너지 변환을 체험하면서 그 때의 위치에너지의 손익과 운동에너지의 이익이 서로 같아짐을 확인하여 역학적 에너지 보존법칙이 성립함을 알아본다. 자연과학 다운로드 실험보고서 - 역학적 에너지의 보존 Up EF .. 의 일의 정의식을 적용하면 다음과 같은 중력이 한 일을 구할 수 있다. 양변에 를 더하면 -③ 을 얻는다. 자연과학 다운로드 실험보고서 - 역학적 에너지의 보존 Up EF . 지구와 지구표면 근처에 있는 질량 m인 물체로 구성된 계의 중력 위치 에너지는 다음과 같다. 벽돌이 선반에서 떨어지면 아래로 가속되어 마룻바닥에 있던 못을 정면으로 쳐서 못을 박을 수 있다. 이때 중력이 한 일은 얼마인가? 힘의 크기는 mg이고 물체의 변위는 (양의 값)이며 와 는 같은 방향으로 아랫방향을 향한다. 여기서 g는 중력 가속도이고, y는 지구표면에 대한 물체의 수직 위치이다. 중력은 보존력이므로 중력이 한 일인 위의 식은 경로에 관계 없이 모든 물체에 적용된다. 이제 는 일-에너지 정ㅇ리에서 중력이 한 일로 나타날 것이다. 또는 위 식을 식①에 대입하면 다음과 같은 식이 얻어진다. 단지 중력의 영향하에서 낙하. 이제 는 일-에너지 정ㅇ리에서 중력이 한 일로 나타날 것이다. 여기서 운동 에너지의 변화는 전적으로 물체의 속력의 변화에 의한 것이다. 속력 v로 움직이는 질량이 m인 물체의 운동에너지는 다음과 같다. ○ 관련이론 이 실험을 하기에 앞서 우리는 운동에너지, 일 에너지 정리, 위치에너지, 역학적에너지 보존에 대한 개념을 알 필요가 있다. 만약 물체의 변위가라면 이 물체에 한 일은 다음과 같다. 여기서 는 비보존력이 한 일이다. 이 형태는 에너지의 단위이고 물체의 속력을 포함하고 있으므로 물체의 운동과 관계된 에너지로 해석할 수 있으며, 다음과 같이 정의한다. 먼저 운동에너지와 일 에너지정리를 살펴보면 다음과 같다. -④ 식 ③④를 이용하면 다음과 같은 확장된 개념의 일 에너지 정리를 얻는 또는 위 식을 식①에 대입하면 다음과 같은 식이 얻어진다. 자연과학 다운로드 실험보고서 - 역학적 에너지의 보존 Up EF . 속력 v로 움직이는 질량이 m인 물체의 운동에너지는 다음과 같다. 따라서 지구표면 근처에 위치한 물체와 관련된 중력 위치 에너지는 물체의 무게mg와 지구표면으로부터의 수직 위치 y와의 곱과 같다. 여기서 는 비보존력이 한 일이다. 그 대안은 물체의 속력과 외력이 물체에 한 알짜 일을 연관히키는 것이다. 여기서 g는 중력 가속도이고, y는 지구표면에 대한 물체의 수직 위치이다. 벽돌이 선반에서 떨어지면 아래로 가속되어 마룻바닥에 있던 못을 정면으로 쳐서 못을 박을 수 있다. 만약 물체의 변위가라면 이 물체에 한 일은 다음과 같다. 여기서 운동 에너지의 변화는 전적으로 물체의 속력의 변화에 의한 것이다. 그 대안은 물체의 속력과 외력이 물체에 한 알짜 일을 연관히키는 것이다. 만약 주어진 변위에 대해 알짜 일을 구할 수 있다면, 물체의 속력을 쉽게 계산할 수 있다. 이제 정의에 의해 중력이 한 일과 중력 위치에너지의 관계를 알아보면 다음과 같다. 의 일의 정의식을 적용하면 다음과 같은 중력이 한 일을 구할 수 있다. -② 여기서 음(-)의 부호를 빼낸 것은 나중에 위치 에너지와의 관계를 정의하기 위해서이다. 위의 그림에서 질량이 m인 책이 높이 로부터 로 낙하하는 모습을 나타낸 것이고, 양(+)의 y축은 지면으로부터의 위치를 나타낸 것이다. -① 물체가 등가속도 운동을 할 때 다음과 같은 관계식이 적용된다. 물체에 한 알짜 일은 물체의 운동 에너지의 변화량과 같다. 자연과학 다운로드 실험보고서 - 역학적 에너지의 보존 Up EF . 힘이 복잡하게 주어질 경우 뉴턴의 제 2법칙을 사용하여 문제를 푸는 것은 어려울 수 있다. 다음으로 중력에 의한 위치에너지를 알아보자. 중력은 보존력이므로 중력이 한 일인 위의 식은 경로에 관계 없이 모든 물체에 적용된다. 이제 정의에 의해 중력이 한 일과 중력 위치에너지의 관계를 알아보면 다음과 같다.자연과학 다운로드 실험보고서 - 역학적 에너지의 보존 [자연과학] 실험보고서 - 역학적 에너지의 보존 ○ 실험 제목 역학적 에너지의 보존 ○ 실험 목적 물체가 경사진 면을 미끄러질 때 일어나는 에너지 변환을 체험하면서 그 때의 위치에너지의 손익과 운동에너지의 이익이 서로 같아짐을 확인하여 역학적 에너지 보존법칙이 성립함을 알아본다. 식②에서 를 대입하면 다음과 같다. 따라서 물체에 한 알짜 일은 형태의 변화량과 같다. 다음은 역학적 에너지의 보존에 관한 이론이다. 자연과학 다운로드 실험보고서 - 역학적 에너지의 보존 Up EF . 힘이 일정하므로 뉴턴의 제 2법칙으로부터 우리는 물체가 등가속도 로 운동함을 알 수 있다. 자연과학 다운로드 실험보고서 - 역학적 에너지의 보존 Up EF . -⑤ 이 방정식은 비보존력이 한 일 는 운동 에너지의 변화량과 중력 위치에너지의 변화량을 합한 것과 같음을 의미한다. 위의 그림에서 질량이 m인 책이 높이 로부터 로 낙하하는 모습을 나타낸 것이고, 양(+)의 y축은 지면으로부터의 위치를 나타낸 것이다. 지구와 지구표면 근처에 있는 질량 m인 물체로 구성된 계의 중력 위치 에너지는 다음과 같다. 중력과 비보존력을 포함하는 계에 대해서만 생각한다면 다음과 같이 쓸 수 있다.자연과학 다운로드 실험보고서 - 역학적 에너지의 보존 Up EF . 중력과 비보존력을 포함하는 계에 대해서만 생각한다면 다음과 같이 쓸 수 있다. -④ 식 ③④를 이용하면 다음과 같은 확장된 개념의 일 에너지 정리를 얻는. 따라서 물체에 한 알짜 일은 형태의 변화량과 같다. 이때 중력이 한 일은 얼마인가? 힘의 크기는 mg이고 물체의 변위는 (양의 값)이며 와 는 같은 방향으로 아랫방향을 향한다. 다음 그림은 질량이 m인 물체가 오른쪽으로 작용하는 일정한 크기의 알짜 힘을 받아 오른쪽으로 진행하는 것을 나타낸 것이다. 다음으로 중력에 의한 위치에너지를 알아보자. 자연과학 다운로드 실험보고서 - 역학적 에너지의 보존 Up EF . 이 정의로부터 중력이 한 일과 중력 위치 에너지는 다음과 같은 관계를 갖는다. 만약 주어진 변위에 대해 알짜 일을 구할 수 있다면, 물체의 속력을 쉽게 계산할 수 있다. 이 벽돌은 선반에 있을 때 잠재적으로 일을 할 수 있는 능력을 갖고 있었기 때문에 벽돌은 위치에너지를 갖고 있다고 말한다.. 다음은 역학적 에너지의 보존에 관한 이론이다. 자연과학 다운로드 실험보고서 - 역학적 에너지의 보존 Up EF . 이 형태는 에너지의 단위이고 물체의 속력을 포함하고 있으므로 물체의 운동과 관계된 에너지로 해석할 수 있으며, 다음과 같이 정의한다. 보존법칙을 설명하자면 비록 물리량의 형태는 어떤 방식으로 변할 수 있지만 처음 값과 나중 값은 항상 같다. 자연과학 다운로드 실험보고서 - 역학적 에너지의 보존 Up EF . 단지 중력의 영향하에서 낙하. 힘이 복잡하게 주어질 경우 뉴턴의 제 2법칙을 사용하여 문제를 푸는 것은 어려울 수 있다. 이 개념들을 살펴보자. 공기 저항을 무시하면 책에 작용하는 힘은 오직 중력뿐이다. 다음 그림은 질량이 m인 물체가 오른쪽으로 작용하는 일정한 크기의 알짜 힘을 받아 오른쪽으로 진행하는 것을 나타낸 것이다. 공기 저항을 무시하면 책에 작용하는 힘은 오직 중력뿐이다. 양변에 를 더하면 -③ 을 얻는다. ○ 관련이론 이 실험을 하기에 앞서 우리는 운동에너지, 일 에너지 정리, 위치에너지, 역학적에너지 보존에 대한 개념을 알 필요가 있다.. 식②에서 를 대입하면 다음과 같다. 힘이 일정하므로 뉴턴의 제 2법칙으로부터 우리는 물체가 등가속도 로 운동함을 알 수 있다. 이 정의로부터 중력이 한 일과 중력 위치 에너지는 다음과 같은 관계를 갖는다. 물체에 한 알짜 일은 물체의 운동 에너지의 변화량과 같다. -② 여기서 음(-)의 부호를 빼낸 것은 나중에 위치 에너지와의 관계를 정의하기 위해서이다. 자연과학 다운로드 실험보고서 - 역학적 에너지의 보존 Up EF.