물리학실험 레포트 보고서 다운로드 실험10 예비보고서 – 일과 에너지 레폿
물리학실험 레포트 보고서 다운로드 실험10 예비보고서 – 일과 에너지
[물리학실험 레포트 보고서] 실험10 예비보고서 – 일과 에너지
일반물리실험 예비보고서
실험 10. 일과 에너지
[실험목표 ]
-매달려 있는 물체, 용수철, 그리고 수레에 가해진 힘과 위치를 재기 위해 운동 감지기와 힘 센서를 쓴다.
-힘과 거리 그래프를 써서 물체에 해 준 일을 잰다.
-속도를 재기 위해 운동 감지기를 쓰고 운동 에너지를 계산한다.
-수레에 해준 일과 수레의 역학 에너지의 변화를 비교한다.
[실험원리]
→물체의 운동 에너지(Ek)는 물체를 밀고 가는 데 해 준 일(W)과 같고, 같은 단위 J(줄)을 사용한다.
(1) 일이 운동 에너지로 바뀌는 경우 : 힘이 한 일 = 증가한 운동 에너지
마찰이 없는 수평면에 정지하고 있는 수레에 같은 크기의 힘을 계속 작용하면 수레의 속력이 점점 빨라진다. 수레의 속력이 빨라지면 운동 에너지는 점점 커지는데, 이 때 힘이 한 일은 수레의 운동 에너지로 저장된다.
(2) 운동 에너지가 일로 바뀌는 경우 :감소한 운동 에너지 = 나무 도막 밀고 간 일
수평면에서 굴러가던 수레가 나무 도막과 충돌하면 나무 도막을 밀어 마찰력에 대하여 일을 하게 된다. 이 때 수레는 속력이 점점 감소하다가 결국 정지하여 운동 에너지를 잃게 되는데, 이것은 운동 에너지가 모두 나무 도막을 이동시키는 일로 바뀌었기 때문이다.
[예비질문]
1. 바닥에 있는 책을 책상 위로 들어 올린다. 당신은 일을 했는가
책에 가해준 힘이 책의 변위와 나란한 자를 고려하여 이 문제에 답하시오.
→ 일의 정의 에 따라 일을 했다고 볼 수 있으며
힘과 변위 모두 연직상방으로 나란하다고 볼 수 있다.
2. 책을 들어 올렸을 때 책에 가해진 평균 힘은 얼마인가
책을 들어 올리는 동작에 있어서 처음과 마지막 동작을 무시한다면 책을 일정한 힘으로 들어 올릴 수 있을까
→ 평균힘읜 책의 무게, 즉 책의 질량과 중력가속도의 곱이며, 처음과 마지막 동작을 뺀다는 것은 등속도 운동을 의미하여 우리가 책의 무게 보다 큰 힘으로 일을 하면 가속도운동을
하게 되므로 들어 올릴 수 있다.
3. 한쪽 끝을 고정시키고 고무줄을 잡아당겼을 때 여러분은 고무줄에 일을 했는가
고무줄 끝부분의 변위와 평행하게 힘을 가한 건지 아닌지를 고려하여 이 문제에 답하시오.→고무줄의 탄성에너지가 증가했으므로 고무줄의 탄성력에 대해서 일을 했다.
고무줄의 변위와 내가 당긴 방향은 같다
4. 고무줄을 잡아당길 때 일정한 힘을 가해주었는가
그렇지 않다면, 늘어난 고무줄의 어떤 부분에서 힘이 가장 적게 들며, 어떤 부분에서 힘이 가장 많이 드는가
→ 일정한 힘을 가하지 않고 증가했다. (k는 탄성계수, x는 늘어난 거리)식에서 x는 변한 값인데 이 값이 증가했으므로 F값은 x에 비례하여 증가한다.
고무줄은 처음으로 당길 때 힘이 가장 적게 들고, 끊어지기 직전에 힘이 가장 많이 든다.
[실험방법]
과정 1. 힘이 일정할 때의 일
일정한 속도로 물체를 수직 방향으로 들어올리기 위해 필요한 일을 측정할 것이다. 물체에 가해진 힘은 물체의 무게와 같으므로 그 힘은 일정하다. 일은 평균 힘과 변위를 사용하거나 거리 대 힘 그래프의 면적을 구함으로써 계산할 수 있다.
1. 운동 감지기와 힘센서를 LabPro 에 연결한다. 힘 센서의 범위를 5 또는 10 N으로 설 정한다.
2. [일반물리 실험] 폴더의 [10-1 일과 에너지.cmbl] 파일을 연다. 시간-거리, 시간-힘, 거리-힘의 그래프가 화면에 나타날 것이다. 데이터는 5초 동안 수집될 것이다.
3. 힘 센서의 고리에 추를 매달지 않은 상태에서 고리를 아래로 향하게 한 다음 힘 센서 를 잘 고정한다. 힘 센서를 0 으로 설정하기 위해 [0 포인트 설정] 버튼을 누른다.
4. 힘 센서에 질량이 200 g인 추를 매단다.
5. 운동 감지기를 책상 다리와 다른 물체들로부터 멀리 떨어뜨린 후 바닥에 놓는다.
6. 힘 센서와 질량을 운동 감
자료출처 : http://www.ALLReport.co.kr/search/Detail.asp?xid=a&kid=b&pk=18050276&sid=leesk55&key=
[문서정보]
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