[일반물리실험 A+ 자료] 일과 에너지 실험 보고서

소개

"[일반물리실험 A+ 자료] 일과 에너지 실험 보고서"에 대한 내용입니다.

이공계 4.5 만점 수석 학생의 보고서입니다.
예비보고서와 결과보고서가 함께 작성되어 있는 레포트입니다.
총 32장의 내용으로 모든 실험 결과가 세밀하게 분석되어 있습니다.
더불어, 오차분석 및 토의가 논리적이고 체계적으로 작성되어 있습니다.

목차

Ⅰ. 개요 (Introduction)
ⅰ) 실험 목표

Ⅱ. 이론 (Theory)
ⅰ) 일정한 힘이 한 일
ⅱ) 변하는 힘이 한 일
ⅲ) 운동에너지와 일 – 운동에너지 정리
ⅳ) 역학수레 실험의 일과 운동에너지 정리
ⅴ) 뉴턴의 제 2법칙 (Newton's second law)
ⅵ) Force sensor

Ⅲ. 실험장치 및 실험절차 (Apparatus & Procedure)
ⅰ) 비교 변인
ⅱ) 실험절차
ⅲ) 주의사항

Ⅳ. 데이터 및 결과 (Data & Results)

Ⅴ. 오차분석 (Error Analysis)
ⅰ) 분석 내용에 대한 탐구

(1) 운동에너지의 변화량과 장력에 의해 받은 일 사이의 %오차는 얼마인가? 오차가 발생하는 원인은 무엇인가?
(2) 추의 질량을 바꾸면서 실험한 결과와 수레의 질량을 바꾸면서 실험한 결과를 비교해 보고, 차이를 분석하여 정리해보자.
(3) 추의 질량 변화(,,) 실험 결과에 대한 힘-시간 그래프를 이용하여 역학수레의 운동량이 어떻게 변화되었는지, 그래프를 첨부하고 분석하시오. (시간 구간은 거리-시간 그래프 참고)

ⅱ) 절대오차
ⅲ) 오차율
ⅳ) 실험기구로부터 발생 가능한 오차 범위
ⅴ) 오차 원인 및 개선 방안

Ⅵ. 토의 (Discussion)

본문내용

Ⅰ. 개요 (Introduction)
ⅰ) 실험 목표
1. 물리학적인 일의 의미를 이해하고 물체에 한 일과 물체의 운동 에너지의 변화를 비교 한다.
2. Force sensor를 사용하여 수레에 가해진 힘을 측정하고 photogate with pulley를 이용 하여 수레의 운동을 측정한 다음 일의 양과 에너지의 변화를 비교분석한다.
3. 수레에 가해지는 힘의 크기와 수레의 질량에 따라 일의 크기가 어떻게 달라지는지 알 아 본다.

Ⅱ. 이론 (Theory)
ⅰ) 일정한 힘이 한 일
어떤 계에 일정한 크기의 힘을 가할 때 그 매개체에 의해 계에 한 일이다.
일의 SI 단위는N, m이다. 일의 단위는 많이 사용되기 때문에 편의성을 위해 줄여서 J로 표기하기도 한다. 일의 부호는 힘과 변위 벡터 사이의 각도가 결정하며 변위 벡터와 힘의 투영이 같은 방향일 때 양수 값을 갖고 반대 방향일 때, 음수 값을 갖는다. 일에 대한 수식은 다음과 같이 표현할 수 있다.

<중 략>

ⅲ) 운동에너지와 일 – 운동에너지 정리
(1) 알짜힘이 한 일과 운동에너지
계에 일을 하여 계의 속도가 바뀌는 경우이다. 뉴턴 제 2법칙에 따라 일에 관한 식을 다음과 같이 변형할 수 있으며 이를 통해 알짜일은 나중 운동 에너지와 초기 운동에너지의 차와 같음을 알 수 있다.

참고자료

· 일반 물리학 실험. 김병훈 외 11명. 북스힐, 1998. 92쪽~98쪽, 259쪽~263쪽