분야
hwp2. 원리 (Theory)
3. 기구 및 장치 (Instruments)
4. 실험방법 (Experimental Methods)
5. 참고문헌
경사진 면과 원주궤도의 경로를 따라 구르는 구형 구슬의 운동에너지와 회전운동에너지에 초점을 두어 역학적 에너지 보존 및 에너지 손실을 검토한다.
2. 원리 (Theory)
비스듬한 면을 따라 구르는 구형 구슬의 운동에너지는 병진운동에너지와 회전운동 에너지의 합이다. 여기에서 m과 I는 구슬의 질량(mass)과 회전 관성모멘트(moment of inertia)이고, v와 w는 경사면 바닥에서의 구슬의 선속도와 각속도이다. 만일 마찰력이 무시할 정도로 작다면 위치에너지와 운동에너지의 합인 역학적 에너지는 보존된다.
(주의 : 실제 실험에서는 의 관계는 r이 (원주)궤도와 구의 회전 중심축 사이의 거리로 바뀌어야 한다(미끄러지지 않는다는 가정 하에서).)
높이 y=h에서 정지상태로부터 구르기 시작하여 그림 1과 같은 원형 궤도의 꼭대기의 점 T를 통과하여 겨우 궤도를 이탈하지 않게 되었다고 하자. 꼭대기점 T에서 역학적 에너지 Et 및 가장 낮은 점 B에서 구슬의 속력 vb는 원형 궤도의 반경 R 및 h와 다음과 같은 관계를 갖는다.
- http://kunmyung-g.ms.kr/~kjs/물리심화/f04.hwp