반응형 기계공학실험 | 풍동 실험 TIP 풍동실험기구를 이용해 두 가지 실험을 진행했다. 첫 번째는 Airfoil을 풍동실험 기구 출구에 비치하여 박리점을 찾아 결과를 고찰하며 실속과 박리점을 학습하는 것이다. 두 번째는 실린더를 이용한 풍동실험이다. 실속과 박리점 실속이란 속도를 잃는다는 뜻 이지만 실제로는 양력을 잃고 추락하는 상태를 의미한다. Fig.2 그림과 같이 일정 받음각을 지나면 AirFoil 뒷면으로 와류가 형성되 항력이 강해지고, 이로 인해 양력을 잃고 추락하게 된다. 박리점(separation point)은 전향유동과 후향유동 사이에 점성응력이 0인 지점(Fig.3참조)을 의미한다. 박리점 이후부터 상대유동(relative airflow)의 반대 방향으로 유동(reversed flow)이 발생한다. 실험 방법 1. Ai.. Engineering/기계공학 2023. 3. 6. 일반물리학실험 | 줄의 정상파 TIP 1. 줄의 진동수에 따른 파형과 파장을 관찰하고, 파장의 속력을 계산하여 줄의 장력과 진동수에 따른 속력 변화를 관측한다. 2. 본 실험은 진동하는 줄에서 일어나는 정상파의 파형을 관찰하고 정상파의 전파 속도와 줄의 장력, 줄의 밀도와의 관계를 찾아보는 것을 목적으로 둔다. 파동 파동은 한 지점에서 일어난 진동이 주변으로 전파되는 것을 말한다. 파장이란 파동이 가장 높은 변위인 마루와 마루사이의 거리 혹은 가장 낮은 변위인 골과 골 사이의 거리를 말하며, 파장의 SI단위는 m이다. 단위길이에 들어가는 파장의 개수를 파수라고 하고, 파동의 같은 위상이 반복되는 시간 간격을 주기하고 한다. 단위시간 동안 같은 위상이 반복되는 횟수를 진동수라 하며, 진동수(f)=1/주기(T)으로 나타낸다. 파동은 역학.. Engineering/물리학 2022. 12. 13. 일반물리학실험 | 구의 공간운동을 이용한 역학적 에너지 보존법칙 TIP 사면과 원주 궤도를 따라 금속 구를 굴리는 과정에서 구의 회전 운동에너지를 포함하는 역학적 에너지의 보존법칙을 살펴본다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 구의 공간장치를 [그림3]과 같이 끝점 C가 수평을 유지하도록 실험대에 장치하고 트랙으로부터 지면까지의 거리 y를 측정한다. 2) 구의 출발점의 높이를 변화시키면서 구가 원형트랙의 꼭지점 T를 간신히 접촉하면서 지나갈 때의 출발점의 높이 h를 측정한다. 3) 구가 낙하되리라고 추정되는 위치에 먹지와 갱지를 깔고 과정 2)에서 정한 높이 h에서 구를 굴러내려 수평거리 x를 5회 측정한다. 4) 점 C에서 구의 속력 v(실험)를 x와 y를 사용해서 계산한다. 5) 식 (2)에 h값을 대입하여 구한 구의 속력 v(이론)과 비교한다. 6) v(실험)과 .. Engineering/물리학 2022. 8. 23. 일반물리학실험 | 속력과 속도 TIP 물체의 위치와 변위, 속력과 속도, 평균 속도와 순간 속도, 가속도 등의 정의와 이들 사이의 관계를 알아본다. 실험 용어 1. 속력(speed) : 물체의 이동거리 s를 이동에 걸린 시간 t로 나눈 스칼라량 2. 속도 (velocity) : 물체의 변위 x를 시간 t로 나눈 것이며 백터량 3. 평균 속력 : 어떤 구간의 이동거리를 걸린 시간으로 나눈 것 4. 평균 속도 : 어떤 구간의 변위를 걸린 시간으로 나눈 것 실험 방법 1. 속력과 속도 1) 트랙, 스마트 카트, 멈춤 장치(엔드 스톱)를 설치한다. 트랙의 한 쪽 끝(멈춤 장치가 없는 쪽)을 높이 조정 마운트 위에 올려놓아 약간 기울어진 경사면을 만든다. 2) Speed & Velocity Graphs 실험 파일을 연다. 스마트 카트의 전원을.. Engineering/물리학 2021. 6. 3. 일반물리학실험 | 뉴턴의 사과 TIP 지구 중력에 의해 낙하하는 물체의 속력을 측정하여 운동법칙을 찾아내고 만유인력, 쓸림힘과의 관계를 탐구한다. 특히, 빛살문 검출기(photogate detector)로 물체가 어떤 위치에 도달하는 시간과 빠른 물체의 속력을 측정하는 방법과, 컴퓨터를 이용하여 측정한 데이터를 처리하는 방법을 배운다. 고대 그리스 시절부터 인류는 물체가 낙하하는 현상과 달을 포함 행성운동은완전히 분리된 문제라고 생각했다. 뉴턴(I. Newton)은 이 두 문제가 한 문제이며 동일한 법칙에 따르리라는 것을 발견해 냈다. 이 법칙이 바로 만유인력의 법칙이다. 일설에 의하면 뉴턴은 사과나무에서 떨어지는 사과를 보고 만유인력의 법칙을 떠올렸다고 한다. 이것의 사실여부를 떠나서 만유인력현상은 기본적일 뿐만 아니라, 지구의 중.. Engineering/물리학 2021. 2. 18. 일반물리학실험 | 완전 탄성 충돌 TIP 탄성충돌 실험과 비탄성충돌 실험을 통하여 에너지보존 법칙과 운동량보존 법칙을 이해한다. 완전 탄성 충돌 두 물체가 충돌할 때 충돌 전의 운동에너지의 합과 충돌 후의 운동에너지의 합이 보존되는 충돌을 완전탄성충돌이라고 한다. 반발계수 e가 1인 경우이다. 간단히 탄성충돌이라고도 하고, 물론 충돌 전후의 선운동량의 합은 보존된다. 두 물체가 충돌하면 충돌 전후의 선운동량과 각운동량은 보존된다. 하지만 충돌 전후의 운동에너지의 합은 보존되기도 하고, 열에너지나 소리에너지 등으로 손실되어 운동에너지가 보존되지 않는 경우도 있다. 표면이 매끄럽고 단단하며 이상적인 물체끼리 충돌하여 운동에너지의 합이 보존되는 경우를 완전탄성충돌이라고 한다. 당구공같이 딱딱하고 매끄러운 물체는 반발계수가 높아서 완전탄성충돌에.. Engineering/물리학 2020. 10. 18. 일반물리학실험 | 에어트랙을 이용한 무마찰 등속운동 TIP 1. 마찰이 없는 에어트랙 위에서 등속도 운동하는 물체의 속도를 포토게이트를 사용하여 측정한 뒤 뉴턴의 제1법칙과, 에너지 보존 법칙을 실험에서 확인한다. 2. 포토게이트의 사용법을 익히고, 실험값들을 표나 차트를 활용하여 등속(직선)운동의 개념을 이해한다. 관성의 법칙 정지한 물체가 움직이려면 힘을 받아야 한다. 한 방향으로 움직이고 있는 물체가 힘을 받지 않는 다면 어느 방향으로 움직이는 물체는 물체의 속도나 방향 같은 운동 상태가 변하지 않는다. 운동을 하고 있는 물체에 힘이 작용하지 않고, 마찰 같은 외부 힘이 작용하지 않으면 물체의 처음 운동 속도와 방향과 최종 운동 속도와 방향은 같다. 우리는 이것을 등속 운동이라고 한다. 즉 등속 운동은 운동하는 물체에 힘이 작용하지 않으면 정지한 물.. Engineering/물리학 2020. 8. 1. 일반물리학실험 | 탄동진자를 이용한 운동량 보존 법칙 TIP 1. 실제로 탄환의 속력을 측정하는 방법을 알아본다. 2. 탄동진자와 충돌 전후의 운동량 보존을 알아본다. 운동량 보존법칙 운동량 보존법칙은 에너지 보존법칙과 함께 자연현상을 지배하는 기초법칙이다. 운동의 제2법칙에 따르면 힘은 질량과 가속도의 곱 또는 운동량의 시간변화율로 나타난다. 따라서 외부의 힘이 작용하지 않거나 합력이 0이면 물체의 운동 상태는 변하지 않고 관성을 유지한다. 이런 관성계에서 운동량의 총합은 항상 변하지 않고 보존된다. 여러 개의 물체로 이루어진 계의 경우, 물체끼리 충돌할 때 각각의 운동량은 바뀌지만 결국 전체의 총합은 변하지 않는다. 이것을 이용하여 충돌 후의 속력 변화를 계산할 수 있다. 완전탄성충돌 뿐 아니라 비탄성충돌이 일어나도 전체의 운동량은 보존된다. 반면 운동.. Engineering/물리학 2020. 7. 25. 일반물리학실험 | 강체의 공간운동에 의한 역학적 에너지 보존 TIP 경사면과 원주 궤도를 따라 금속구를 굴리는 과정에서 구의 회전 운동에너지를 포함하는 역학적 에너지의 보존을 살펴본다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 강체 공간운동장치를 그림 3과 같이 끝점 C가 수평을 유지하도록 실험대에 장치하고 트랙으로부터 지면까지의 거리 y를 측정한다. 2) 구의 출발점의 높이를 변화시켜 가면서 구가 원형트랙의 꼭짓점 T를 간신히 접촉하면서 지나갈 때의 출발점의 높이 h를 측정한다. 3) 구가 낙하되리라고 추정되는 위치에 먹지와 갱지를 깔고 과정 2)에서 정한 높이 h에서 구를 굴려내려 수평거리 x를 5회 측정한다. 4) 점 C에서 구의 속력 v(실험)를 x와 y를 사용하여 계산한다. 5) 식 (2)에 h값을 대입하여 구한 구의 속력 v(이론)와 비교한다. 6) v(실험)와.. Engineering/물리학 2020. 5. 24. 일반물리학실험 | 원운동과 구심력 TIP 물체가 일정한 반경의 원궤도를 따라 일정한 속도로 회전할때 구심력을 측정하고 이론치와 일치하는가를 알아본다. 또, 각각의 양들을 변 화시켜가며 구심력을 측정해보고 관계식을 유도해본다. 일정한 속력 v로 원궤도를 도는 물체는 등속원운동(uniform circular motion)을 한다고 말한다. 속력은 변하지 않지만 물체는 가속운동을 하고 있다. 이 사실은 속력이 증가하거나 감소한다는 '가속' 이라는 우리의 일상적인 관념 때문에 놀랄만한 것이다. 그러나, 실제로 v 는 벡 터이지 스칼라가 아니다. 만약, v 가 방향만 바뀔지라도 그것은 일종의 가속운동이고 등속원운동에서 일어나는 현상과 같다. [그림1]과 같이 물체가 속도 v, 반지름 r 로 등속원운 동을 할 때, 물체의 가속도(크기와 방향)를 구.. Engineering/물리학 2020. 2. 10. 이전 1 다음 반응형