[공학]물리결과-일당량 측정007
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분야
hwp(1) 실험 1
(2) 실험 2
2. 결론 및 토의
a. 일(W)의 계산
b. 열에너지 (Q)의 계산
a. 일(W)의 계산
그림 1은 실린더 위에 나일론 줄이 2-4회 감겨있고 나일론 줄 끝에 추가 달려있어서, 실린더를 회전시키면 실린더와 나일론 줄에 일정한 마찰력이 작용하여 추는 바닥으로부터 일정한 높이를 유지한 채 공중에 떠 있게 된다. 이 때는 힘의 평형상태에 있으므로 실린더와 나일론 줄의 마찰력과 추에 작용하는 중력은 같은 크기를 가진다.
(1)
이때 나일론 줄의 마찰력이 알루미늄 실린더에 가해준 일은 다음과 같다.
(2)
는 나일론 줄과 실린더 사이의 마찰력에 의한 회전력이고, 마찰력은 추의 무게와 같으므로,
(3)
이 된다.
이 식에서 R은 실린더의 반지름, M은 추의 질량, g는 중력가속도이다. (2)식에서는 회전력이 가해진 동안에 실린더가 회전한 각도이다. 실린더가 한 번 회전할 때는 2이고, N번 회전한 경우는 2 N이므로
(4)
이 된다