일과 에너지 결과 보고서

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본문 결과보고서 제목: 일과 에너지 자연과학부 1학년 학번: 201121153 이름: 전규담 날짜:2011년 10월 13일 공동실험자: 이상은, 장유순 1 측정값 및 데이터 분석 실험 1 충돌수레 m _ 1 0.5010 (kg) m _ 1 +m _ 2 0.5112 (kg) 추+추걸이 m _ 2 0.0102 (kg) 선형회귀법(linear fit) 에 의한 기울기 a_ up (m/s ^ 2 ) a_ down (m/s ^ 2 ) 0.224 +- 0.0017 0.175 +- 0.0011 마찰력과 마찰계수의 계산: f=(m _ 1 +m _ 2 ) a _ up -a _ down over 2 = 0.5112 TIMES 0.224-0.175 over 2 = 0.0125244 N mu _ k = m _ 1 +m _ 2 over m _ 1 a _ up -a _ down over 2g = 0.5112 over 0.5010 TIMES 0.224-0.175 over 2 TIMES9.8 = 0.002550898204 실험 2 t_ 0 (s) 0.6738 x_ 0 (m) 0.2040 v_ 0 (m) 0 t_ N (s) 2.8925 x_ N (m) 0.6430 v_ t _ N -0.5 delta 0.3900 bar v _ N (m/s) 0.3950 v_ t _ N +0.5 delta 0.4000 TRIANGLE x=x _ N -x _ 0 (m) v= bar v _ N (m/s) 0.4390 0.3950 LEFT | TRIANGLE U RIGHT | =m _ 2 g TRIANGLE x 0.0102TIMES9.8TIMES0.4390=0.04388244 J W_ f =-f TRIANGLE x -0.0125244TIMES0.4390=-0.0054982116 J LEFT | TRIANGLE U RIGHT | + W _ f 0.04388244+(-0.0053982116)=0.038484228J TRIANGLE K = TRIANGLE LEFT 1 over 2 (m _ 1 +m _ 2 )v ^ 2 RIGHT 1 over 2 TIMES0.5112TIMES0.3950 ^ 2 =0.03987999 J LEFT | W _ f over TRIANGLE E RIGHT | = LEFT | -0.0054982 over -0.00400245 RIGHT | =1.373708603 LEFT | TRIANGLE K RIGHT |+ LEFT | W _ f RIGHT | over LEFT | TRIANGLE U RIGHT | = 1.034085652 0.0984 (kg) 실험 3 나무토막의 질량 m_1= 추의 최대 질량 m_ 2,max 0.0402+-0.0001 (kg) 클럽 한 개의 질량 deltam 0.0006 (kg) 최대정지 마찰력 f_ max 0.39396+-0.00098 (N) 측정의 오차한계 delta mg 0.00588 최대정지 마찰계수 mu _ s = f _ max over m_1 g 0.408537+-0.00101626 마찰계수의 오차한계 delta mg/m_1 g = deltam/m_ 2,max 0.006097560976=0.014925373 추 증가 후 정지상태에서 출발 a= 1.46 +-0.036 (m/s^2 ) m_2 acute = 0.0618 (kg) mu _ k = m_2 acute g -(m_1 +m_2 acute )a over m_1 g = 0.0618 TIMES9.8 -(0.0984+0.0618) TIMES1.46 over 0.0984 TIMES 9.8 =0.385502737 mu _ s = 0.408537+-0.00101626 , mu _ k over mu _ s = 0.385502737 over 0.408536585 = 0.943618639 3 결과 및 토의 1. 질문에 대한 토의 질문 1 : 일에너지 정리는 알짜힘(합력)의 일이 운동에너지의 변화량과 같다이다. 이때 알짜힘의 일은 위치에너지를 정의할 수 있는 힘인 보존력의 일과 비보존력의 일의 합이다. 즉, 운동에너지의 변화량과 위치에너지의 변화량의 합은 비보존력의 일과 같다. 비보존력인 마찰력은 물체의 운동방향에 반대방향으로 작용하므로 마찰력이 한일은 (-)값을 갖는다. 따라서 LEFT | TRIANGLE K RIGHT |+ LEFT | W _ f RIGHT | = LEFT | TRIANGLE U RIGHT | 이다. 실험 2a에서 LEFT | W _ f over TRIANGLE E RIGHT | 은 일과에너지 정리의 이론적으로 1.00이 나와야 하지만 실험 결과 1.37으로 0.37의 오차를 갖는다. LEFT | TRIANGLE K RIGHT |+ LEFT | W _ f RIGHT | over LEFT | TRIANGLE U RIGHT | 의 값 또한 이론적으로 1.00 나와야한다. 실험 결과 1.03으로 근사치를 얻었다. 추의 질량을 증가시킨 실험 2b에선 실험 결과 LEFT | W _ f over TRIANGLE E RIGHT |의 값은 0.65로 1.00과 -0.35의 오차를 보이며 LEFT | TRIANGLE K RIGHT |+ LEFT | W _ f RIGHT | over LEFT | TRIANGLE U RIGHT | 의 값은 0.97으로 1과 근사치를 얻었다. 실험 결과 약간의 오차를 보였지만 일에너지 정리의 이론값과 근사하므로 일에너지 정리는 유효하다. 하고 싶은 말 좀 더 업그레이드하여 자료를 보완하여, 과제물을 꼼꼼하게 정성을 들어 작성했습니다. 위 자료 요약정리 잘되어 있으니 잘 참고하시어 학업에 나날이 발전이 있기를 기원합니다 ^^ 구입자 분의 앞날에 항상 무궁한 발전과 행복과 행운이 깃들기를 홧팅 키워드 실험, 결과, 일과, 에너지, 오차, 마찰계수