물리과제 실험 2 경사면에서의 강체의 역학적 에너지 보존

물리과제 실험 2 경사면에서의 강체의 역학적 에너지 보존

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본문 1. 실험 목적 경사면에서 미끄러짐 없이 굴러 내려 오는 강체의 운동을 통해서 병진 에너지, 회전 에너지, 위치 에너지를 포함한 강체의 역학적 에너지가 보존됨을 확인한다. 2. 이론 및 원리 강체의 운동은 중심의 운동만으로는 충분히 설명되지 못한다. 이는 중심의 위치가 변하지 않더라도 강체가 얼마든지 회전 운동을 할 수 있기 때문이다. 일반적으로 강체의 운동에너지는 질량의 중심의 나란한 병진 운동에너지와 질량중심을 지나는 축에 대한 회전 운동 에너지의 합이 된다. 즉, 질량이 m, 관성모우먼트가 I, 질량중심의 이동 속력이 Vcm , 중심을 지나는 회전축에 대한 각속도가 w인 강체의 운동에너지는 K=1/2mv cm^2 + 1/2Iw^2 이 된다. 그림 1.7.1과 같이 비탈각이 인 비탈면을 관성모우먼트가 I이고 반경이 R인 둥근강체가 미끄러짐이 없이 굴러내려가는 경우를 생각해보자. 이 강체의 회전축의 방향은 구르는 동안 바뀌지 않고 질량 중심을 지난다고 하자. 처음x=0의 지점에 정지해 있던 강체의 x만큼 굴러내려 왔다면(초기에너지를 0으로 잡으면) 에너지 보존에 의해 다음의 관계가 성립한다. 하고 싶은 말 참고자료로 활용하셔서 좋은 결과 있기를 바랍니다. 키워드 과제, 물리, 실험, 물리과제, 역학적, 보존