반응형 일반물리학실험 | 강체의 공간운동 TIP 1. 경사면과 원주 궤도를 따라 구를 굴려서 구의 회전 운동 에너지를 포함하는 역학적 에너지의 보존을 측정한다. 2. 포토게이트 센서를 사용하여 구의 최종 속도를 측정한다. 3. 원주운동을 하기 위한 최소 출발 고도를 예측한다. 실험 배경 외부로부터 힘이 가해져도 크기나 형태가 바뀌지 않는 이상적인 물체를 강체(rigid body)라고 한다. 회전 운동에서 다루는 물리량은 전체 질량이 동일해도 질량이 어떻게 분포하느냐에 따라 결과가 달라지기 때문에, 질량 분포의 형태가 바뀌지 않는 강체의 개념을 도입하여 운동을 설명한다. 실험 방법 1. 실험 1 : 역학적 에너지 보존 1) 삼각대의 높이를 조절하여 강체의 공간운동 실험장치를 구성한다. 2) 랩퀘스트 인터페이스의 전원을 켜고 센서를 인터페이스의 디.. Engineering/물리학 2023. 4. 13. 일반물리학실험 | 에너지 트랜스퍼 (Energy Transfer) TIP 핸드크랭크 발전기를 통해 역학적 에너지를 전기 에너지로 바꾸고 가열용 저항기를 통해 전기 에너지를 열에너지로 바꾸어 에너지의 형태가 전환되는 것을 살펴보고, 전기 에너지와 열에너지를 비교하여 에너지가 보존되는 것을 확인한다. 실험은 핸드크랭크 발전기를 이용하여 사람이 음식물을 섭취해 얻은 에너지를 운동에너지로, 다시 그것을 전기에너지로, 열에너지로 전환하는 실험이었다. 일을 가해준 것이므로 온도(T)그래프는 시간에 따라 점차 증가하는 그래프였고, 전압V와 전류I는 핸드크랭크를 돌린 속도와 방향에 따라 증가하기도 하고 감소하기도 하였다. P(t)그래프를 시간에 대해 적분하면 E=Pt=VIT에 따라 전기 에너지의 값이 나온다. 그리고 E=Pt=VIT의 단위는 줄(J)이므로 비열의 단위 J/kg·℃를 .. Engineering/물리학 2022. 11. 8. 일반물리학실험 | 단진자에 의한 중력가속도 측정 TIP 본 실험은 회전센서에 연결된 단진자의 주기적 운동을 통해 중력가속도를 측정하는 것이다. 단진자는 중력에 의한 복원력 때문에 주기적 운동을 하게 되며, 이 경우 단진자의 주기 및 진동수는 중력가속도와 줄의 길에의 의해 결정된다. 단진자는 단단한 줄에 추를 메달아 중력가속도, g를 결정한다. 위쪽이 고정되어있고, 질량이 무시될 수 있는 끈의 아래쪽에 크기를 무시할수 있는 질량 m 인 추가 매달려 주시운동을 하는 역학계를 단진자라고 한다. 단진자를 통해 역학적 에너지 보존 법칙을 설명할 수 있다. 역학적 에너는 물체의 속력에 따라 결정되는 운동에너지 Ek와 물체의 위치에 따라 결정되는 위치에너지 Ep의 합으로 정의된다. 그리고 위치에너지가 운동에너지로, 또는 그 반대로 전환되기도 한다. 외부의 물리적 .. Engineering/물리학 2022. 8. 24. 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 | 전기에너지에 의한 열의 일당량 측정 열의 일당량 열은 역학적 일로 역학적 일은 열로 서로 전환 될 수 있다. 열과 일의 비례관계를 열의 일당량이라고 한다. 물에 고무풍선을 띄우고 물의 온도를 서서히 높이면, 고무풍선은 서서히 부푼다. 이렇게 열은 고무풍선을 부풀리는 일을 할 수가 있다. 이러한 열과 역학적인 일 사이의 관계를 열의 일당량이라고 한다. 열은 그 열을 담고 있는 물질의 종류에 따라 열량으로 나타 낼 수가 있으며 칼로리(㎈)로 표시한다. 또한 역학적인 일은 줄(J)로 표시한다. 1㎈가 4.2J의 역학적 일을 할 수 있다는 것을 알았다. 실험 방법 실험은 열량계의 몰당량 측정과 열의 일당량 측정의 두 단꼐로 나누어서 한다. 1. 열량계의 몰당량 측정 1) 상온의 물 150cc를 250cc 비커에 붓는다. 2) 전열기 위에 석면 석.. Engineering/물리학 2022. 8. 20. 일반물리학실험 | 구슬 롤러코스터 TIP 롤러코스터처럼 수직으로 한 바퀴 회전하는 운동에 필요한 조건을 이해한다. 롤러코스터와 역학적 에너지 가장 높은 곳으로 올라간 롤러코스터는 위치 에너지를 갖는다. 그리고 아래로 내려오면서 위치 에너지가 운동 에너지로 바뀐다. 아래로 내려올수록 속력이 증가하는 것을 느끼게 되는데 여기서 속력이 증가하는 것은 운동 에너지가 증가하고 있음을 의미한다. 롤러코스터가 낮은 곳으로 내려오면 낮아진 위치만큼의 운동 에너지가 생기므로 가장 낮은 위치에 있을 때 운동 에너지는 최대가 된다. 따라서 가장 낮은 위치에서 롤러코스터의 속도는 가장 빠르다. 이때 생긴 운동 에너지는 다시 롤러코스터가 높은 곳으로 가는 데 사용되면서 위치 에너지로 바뀐다. 이렇게 운동 에너지와 위치 에너지가 서로 전환되면서 롤러코스터는 동력.. Engineering/물리학 2022. 3. 10. 일반물리학실험 | 전기 에너지의 의한 열의 일당량 측정 TIP 1. 전류의 열작용으로 발생된 열량을 측정하여 열의 일당량을 측정한다. 2. 전기 에너지에 의해 발생된 열 에너지를 측정하여 열의 일당량을 구한다. 열의 일당량 열은 역학적 일로 역학적 일은 열로 서로 전환 될 수 있다. 열과 일의 비례관계를 열의 일당량이라고 한다. 물에 고무풍선을 띄우고 물의 온도를 서서히 높이면, 고무풍선은 서서히 부푼다. 이렇게 열은 고무풍선을 부풀리는 일을 할 수가 있다. 이러한 열과 역학적인 일 사이의 관계를 열의 일당량이라고 한다. 열은 그 열을 담고 있는 물질의 종류에 따라 열량으로 나타 낼 수가 있으며 칼로리(㎈)로 표시한다. 또한 역학적인 일은 줄(J)로 표시한다. 1㎈가 4.2J의 역학적 일을 할 수 있다는 것을 알았다. 실험 방법 실험은 열량계의 몰당량 측정과.. Engineering/물리학 2021. 4. 7. 일반물리학실험 | 에어테이블을 이용한 2차원 충돌 TIP 마찰이 없는 판 위에서 두 입자의 충돌 과정은 두 입자에 가해지는 힘이 내력뿐이므로, 계의 운동량은 충돌 전후에 보존되어야 한다. 본 실험은 에어테이블에서의 2차원 충돌 실험을 통해 운동량 보존의 법칙을 확인하고, 에너지 변화를 살펴본다. 2차원 충돌을 하는 입자의 경우 충돌 과정에서 이 계에 작용하는 힘은 서로 밀치는 힘으로 두 입자에 같은 크기, 그러나 서로 반대 방향으로 작용하여 계 전체로는 상쇄된다. 이러한 힘을, 내력(internal force)이라고 부르며 이 특성은 물체에 가해지는 힘의 작용 반작용의 법칙(law of action and reaction)에서 기인한다. 내력만이 작용하는 계(즉, 고립된 계)의 선운동량은 보존되므로, 두 입자의 충돌 전후에 입자 계의 총 선운동량은 같다.. Engineering/물리학 2021. 3. 16. 이전 1 다음 반응형
