물리학 실험 - 역학적 에너지 보존(구의 공간운동 장치를 이용하여 역학적 에너지가 보존되는지에 대해)
분야
hwp지상의 중력장에서 역학적 에너지 보존 법칙을 확인하기 위하여 경사면과 원주 궤도를 따라 구를 굴러 내려가게 하며 물리량들을 측정한다.
2. 원리
구가 굴러서 운동을 진행할 때 운동에너지 는
(1)
이다. 여기서 둘째항은 회전 운동에너지이고 구의 관성모멘트 I는 이며 (r: 구의 반경), 이다.
따라서
(2)
이 된다.
주의: 구가 미끄러지지 않는 다면 실제로 실험의 관계에서 r이 (원주)궤도와 구의 회전 중심축 사이의 거리로 대치되어야 한다. 따라서 식 (2)에서 은 다소 큰 수로 바꾸어야 한다.