결과보고서열의 일당량 측정담당교수: 김병택담당조교: 박근희공학계열 200531385452분반 10조 윤규철1. 실험 결과(1) 실험 1m1 = 200g, m2 = 100g횟 수123온 도T1(K)33.0℃32.0℃33.0℃T2(K)20.0℃19.0℃18.3℃T (K)28.7℃29.0℃28.6℃물당량 w(g)21336가장 적합한 값=2(2) 실험 2첫 번째 전압(V): 5.3, 전류(A): 1두 번째 전압(V): 6.0, 전류(A): 1세 번째 전압(V): 5.6, 전류(A): 1m1 = 200g횟 수123온 도T1(K)19.0℃18.5℃18.0℃T2(K)22.0℃21.5℃21.0℃시간 t (sec)379.47415.40363.66일당량 J (J/cal)3.324.113.36평균 일당량 = 3.60 J/cal ※참고: 이론값=4.186 J/cal2. 결론 및 토의▶ 질 문1. 전기 제품 중에서 일과 열의 관계로 작동 원리를 이해할 수 있는 것을 생각해 보자.⇒전기히터: 전기 에너지가 코일에 전류를 흐르게 해서 코일의 저항으로 인해 생긴 열 에너지로 전환되어 열을 낸다.2. 열의 일당량을 측정할 수 있는 다른 방법으로는 어떠한 것들이 있을까?그림⇒ 아래쪽 그림은 줄이 열과 일 사이의 관계를 알아보기 위하여 사용한 실험장치이다. 이 장치는 옆의 추가 중력에 의하여 밑으로 떨어지면, 실에 연결된 날개가 열량계 속의 물은 회전 하게되어 있다. 양쪽의 추는 같은 질량을 가지고 있다. 추의 질량을 m이라고 하고, 추가 낙하한 높이를 h라고 하면 추가 낙하하여 잃은 위치 에너지는 2mgh이다. 줄의 다년간에 걸친 실험에 의하면 열량계속의 날개가 물을 회전시키면 열이 발생한다는 것을 알아냈다. 열량계속의 날개를 회전시킨 것은 날개에 연결되어 있는 추이므로, 추가 낙하하면서 잃은 위치 에너지가 물의 온도를 변화시켰다고 볼 수 있다.실험에 의하면 물의 온도는 추가 잃은 위치에너지 2mgh에 비례한다.그러므로, 열량계 내부에 날개를 회전시키는데 한 일을 W라고 하고, 회전 날개와 물 사이에 마찰에 의해 발생한 열량을 Q라고 한다면 일과 열량사이의 관계는 W=JQ이다.이 식에서 J는 비례상수로 열의 일당량이라고 한다.열의 일당량 J는 약 4.186J/cal이다.줄의 실험을 통하여 열도 에너지의 한 형태임을 알 수 있게 되었고, 열량의 단위도 에너지의 단위인 을 사용할 수 있다.출처: 네이버 검색 검색어: “일과 열”http//www,mulinara,net/physics/energy/conser/k21,html이번 실험의 결론은 열의 일당량은 일정한 값인 4.186J/cal을 갖는다는 것이다. 물론 실험 결과는 이론값처럼 나오진 않았지만 몇 번의 실험 과정에서 그와 근접 한 값을 얻을 수 있었다. 전기에너지가 물을 데우는데 필요한 열에너지로 변하는데 열의 일당량 값이 필요하다는 것을 알게 되었다.3. 오차원인분석이번 실험에서는 물당량을 구하는데서 심하게 오차가 많이 났다. 가장 큰 이유는 온도를 잴 때 컴퓨터로 정확한 값을 재지 못하고 알코올 온도계로 온도를 잰 것이 가장 큰 원인이다. 소수점 첫째자리의 온도차를 눈으로 읽어야 하는 상황이어서 물당량계산을 하는데 상당한 애를 먹었다. 이 점을 개선하기 위해선 컴퓨터로 센서를 이용해 정확한 온도를 재야 한다. 두 번째는 온도변화에 따른 시가의 변화를 측정하는 과정에서 일반 초시계로 시간을 잰 것이다. 사람이 시작버튼과 끝버튼을 누르는 거라서 거기에서 오차가 생기게 되었다. 이 점을 해결하기 위해선 역시 컴퓨터로 정확한 시간을 재야 겠다. 온도를 컴퓨터로 재면서 일정한 온도변화가 생기는 시간을 정확히 재는 것이다.
1. 실험결과{시간횟수DISPLAY1DISPLAY210.5260.55820.5730.61330.5510.58640.5320.56650.5100.543평 균0.53840.5732{시간횟수DISPLAY1DISPLAY210.5790.59920.5140.52130.5080.52640.5110.53050.5490.564평 균0.53220.548m₁= 250.4g m₂= 240.2g m₁= 240.2g m₂= 240.2g{시간횟수DISPLAY1DISPLAY210.5790.59920.5140.52130.5080.52640.5110.53050.5490.564평 균0.53220.548m₁= 240.3g m₂= 250.4g{시간횟수DISPLAY1DISPLAY210.5370.58520.5390.58330.5250.56640.5880.64050.5450.592평 균0.54680.59322. 토론1 식 mAvA + mBvB = mAvA + mBvB 과 식 ½mAvA²+ ½mBvB²= ½mAvA ²+ ½mBvB ²를 mA = mB = m 과 vA = v, vB = -v로 놓고 풀면 vA = v, vB = -v 도 해가 됨을 알 수 있다. 이 해의 물리적 의미는 무엇인가?v 와 -v는 벡터값이므로 서로 방향이 반대임을 의미한다. 이것은 탄성 충돌에의 두 개의 글라이더의 충돌 전과 충돌 후의 역학적 에너지가 같은 것을 의미하는데, 이것은 곧 역학적 에너지가 보존됨을 말한다.2 만약 충돌 1, 충돌 2를 동전 대신에 당구공으로 할 경우 복잡한 묘기 당구 현상 역시 mAvA + mBvB = mAvA + mBvB , 탄성 충돌 : ½mAvA²+ ½mBvB²= ½mAvA ²+ ½mBvB ², 비탄성 충돌 : ½mAvA²+ ½mBvB²≠ ½mAvA ²+ ½mBvB ², e = (충돌 후 속도의 차)/(충돌 전 속도의 차) = |vB - vA |/|vB - vA|만으로 설명할 수 있겠는가? 설명할 수 없다면 고려해야 하는 새로운 물리적 원리는 무엇이라고 생각하는가?실험 이론주머니 속에서 10원짜리 동전 4개를 꺼내서 아래 그림처럼 (ㄴ)에서 (ㄹ)까지 세 개는 붙여 놓고 떨어져 있는 동전 (ㄱ)을 동전 (ㄴ)을 향해 손가락으로 퉁긴다. 그러면 그림 1과 같이 동전 (ㄱ)은 동전 (ㄴ) 앞에 멈춰서고, 동전 (ㄹ)이 충돌 전 동전 (ㄱ)이 운동하던 방향과 같은 방향으로 퉁겨져 나가는 것을 관찰할 수 있다.{{그림 1 : 충돌 1다음으로 같은 동전 두 개를 놓고, 양 엄지손가락으로 동시에 같은 힘을 주어 퉁겨본다. 그러면, 그림 2처럼 충돌 후 서로 반대 방향으로 나아간다. 충돌 후의 속도와 처음의 속도 비교는?{그림 2 : 충돌 2진흙 두 덩어리나 달걀 두 개로 위의 실험을 반복하는 것을 충돌 3 이라 하자.당구공으로 실험을 대신하는 경우에는 위의 식만으로는 설명할 수 없다. 왜냐하면 묘기당구에서는 공끼리 부딪치는 순간의 각도도 계산을 해주어야 하기 때문이다. 또, 지면과 당구공과의 마찰력 또한 계산해 주어야 하기 때문이다.3 글라이더의 속도1) 10cm/0.5322s= 18.79cm/s , 10cm/0.548s= 18.25cm/s2) 10cm/0.5384s= 18.57cm/s , 10cm/0.5732s= 17.45cm/s3) 10cm/0.5468s= 18.28cm/s , 10cm/0.5932s= 16.86cm/s이 값들을 식 mAvA + mBvB = mAvA + mBvB 에 대입하여 풀어보면1) 250.4 * 18.79 240.2 * 18.252) 240.2 * 18.57 240.2 * 17.453) 240.2 * 18.28 250.4 * 16.86이 되어 운동량 보존 법칙이 성립하지 않는다. 하지만 전진하는 글라이더 A가 글라이더 B와 충돌한 후 뒤로 밀리어 소량의 에너지가 손실되었던 것을 고려하면 운동량, 역학적 에너지 보존의 법칙이 모두 성립함을 알 수 있다.3. 실험이론1 운동량 보존 법칙선운동량은 물체가 지니는 물리량으로 질량 X 속도 로 주어지며 일반적으로 p로 나타낸다. 1차원 운동을 하는 질량 mA인 물체 A와 질량이 mB인 물체 B를 생각하면 처음 속도가 각각 vA, vB 라면 물체 A와 물체 B의 선운동량은 각각 pA = mAvA, pB = mBvB 이며, 이 계의 총 선운동량 p는 두 물체의 선운동량의 합이다.p = pA + pB = mAvA + mBvB충돌 전후 두 물체가 운동할 때 마찰력이 거의 없고 다른 외력도 작용하지 않는다면 이 계의 총 선운동량은 충돌 전후 보존되어야 한다. 즉, 충돌 전의 총 선운동량 p와 충돌 후의 총 선운동량 p'은 서로 같다. 충돌 후 물체의 A, B의 속도가 각각 vA', vB' 이라면 p'은 mAvA + mBvB 으로 주어지므로mAvA + mBvB = mAvA + mBvB2 역학적 에너지 : 탄성 충돌과 비탄성 충돌질량이 m이고 속도가 v인 물체의 운동 에너지 K는 ½mv²이다. 마찰이 없는 표면에서 물체 A와 물체 B가 각각 속도 vA ,vB 로 충돌할 때의 에너지를 생각해 보면, 물체 A와 물체 B가 수평인 궤도에서 움직인다면 위치에너지는 서로 같고 변하지 않으므로 운동에너지만 고려해도 된다. 외력이 작용하지 않으므로 물체 A와 물체 B는 충돌하기 직전까지 등속 운동을 한다. 충돌 전의 총 운동 에너지 K는 다음과 같이 물체 A와 물체 B의 운동 에너지의 합으로 주어진다.K = ½mAvA²+ ½mBvB²충돌 후 물체 A와 B의 속도가 각각 vA , vB 이라면 충돌 후 총 운동 에너지는 다음과 같다.K = ½mAvA ²+ ½mBvB ²충돌 전과 충돌 후의 총 운동 에너지가 같으면 이 충돌을 탄성 충돌이라 한다.탄성 충돌 : ½mAvA²+ ½mBvB²= ½mAvA ²+ ½mBvB ²충돌 후의 총 운동 에너지가 충돌 전의 총 운동 에너지와 같지 않으면 비탄성 충돌이라 한다.
나의 성공과 좌절성공의 사전적 의미는 목적을 이룸과 뜻을 이룸이다. 즉, 자신이 목표했던 일을 완수하였을 때 우리는 이것을 성공이라 한다. 좌절의 사전적 의미는 계획이나 하는 일이 실패로 돌아감이다. 즉, 자신이 목표했던 일을 힘들여 했지만 실패했을 때 우리는 이것을 좌절이라 한다. 인제 갓 20세 넘겼지만 내게도 살아오면서 많은 성공과 좌절이 있었다.유치원, 초등학교 시절에 기억 남는 성공과 좌절이 있다. 먼저 성공을 살펴보면, 유치원 때 정말 좋아하는 여자아이에게 고백해서 사귀게 된 경험이 있다. 어린 나이였지만 그 때의 기분은 정말 날아 갈 것만 같았다. 초등학교 때 기억에 남는 성공은 육상에 관한 것이다. 초등학교 4학년 때부터 나는 육상 시작했었다. 5학년 때 부산교육청 대회 100M부문에서 1위를 했다. 내 기억으로는 이 때 받은 상이 내 생애 첫 상이었다. 연이어 6학년 때에는 부산대표로 소년 전국 체전에 출전하여 200M부문에서 3위를 했다. 이 때의 경험으로 세상은 열심히 한 만큼 대가를 준다는 것을 느끼게 되었다. 유치원과 초등학교 시절을 좌절을 살펴보면 한글을 아주 늦게 깨우쳤다는 것이 있다. 6살 때 유치원에 입학해서 글씨를 배우기 시작했다. 하지만 나의 한글 배우기는 초등학교 3학년이 되어서야 비로소 완료되었다. 보통 학생들이 초등학교 입학과 동시에 한글을 깨우치는 것에 비하면 아주 더디게 한글을 깨우쳤다. 그래서 초등학교 저학년 때에는 많은 좌절감 속에 생활했었다.청소년기에도 기억에 남는 성공과 좌절이 있다. 먼저 성공을 살펴보면 학교 임원에 관한 것이 있다. 중학교에 입학하면서 내가 마음속으로 다짐한 것은 중학교 3년, 고등학교 3년 모두 반장을 한번 해보는 것이었다. 내성적이 성격을 바꿔보려고 세웠던 목표였다. 난 이 목표를 이루었다. 이 목표에 점점 다가 갈수록 내 성격도 서서히 바뀌어 갔다. 청소년기 시절 좌절 또한 있었다. 고3때 정말 큰 좌절을 겪었다. 난 18년을 할머니와 살아왔다. 부모님과 함께 있는 시간보다 할머니와 있었던 시간이 더 많았다. 그만큼 할머니를 많이 의지하고 사랑했었다. 하지만 내가 고3때 할머니가 노환으로 돌아가시게 되었다. 수능시험을 얼마 남겨두지 않은 시점에서 큰 좌절을 겪은 나는 수능시험도 잘 볼 수가 없었다. 결국 난 재수를 하게된다.
구심력측정 결과보고서담당교수:유인태이름:이수만학번:2005312150제출일:2005년3월14일월요일1. 실험 목적원 운동하는 물체의 질량 및 궤도반지름과 구심력사이의 관계를 알아본다.{2. 실험 원리반지름 r인 원궤도를 따라 등속원운동을 하는질량 m인 물체가 받는 구심력은 오른쪽과 같다.{{여기에서 v는 물체의 속도이고 w 는 각속도이다.속도와 주기 사이에는 다음과 같은 관계가 있다.{따라서, 구심력을 주기의 함수로 나타내면 오른쪽과 같다.3. 측정값(1) 용수철의 탄성 계수(k) 측정k1의 값{추의 질량({g)0196.5346.5496.5646.5{x(㎝)7.37.06.86.66.3{F=mg01.92573.39574.86576.3357{k688.45k2의 값{추의 질량({g)0196.5346.5496.5646.5{x(㎝)7.36.86.45.95.5{F=mg01.92573.39574.86576.3357{k376.32(2)구심력측정k1으로 실험한 경우( m1(선택)인 추를 사용했을 때 ) k1=688.45 m1=200{{r(㎝)3.544.55{T(sec)0.2480.2180.1940.181구심력 ({N){x(㎝)0.71.21.72.2{F=kx({N)481.9826.141170.371514.59( m2(선택)인 추를 사용했을 때 ) k1=688.45 m2=150{{r(㎝)2.533.5{T(sec)0.50.2250.187구심력 ({N){x(㎝)0.10.61.1{F=kx({N)66.8413.1757.3k2로 실험한 경우( m1(선택)인 추를 사용했을 때 ) k2=376.32 m1=200{{r(㎝)44.555.5{T(sec)0.2760.2540.2340.210구심력 ({N){x(㎝)1.21.72.22.7{F=kx({N)451.58639.74827.901016.06( m2(선택)인 추를 사용했을 때 ) k2=376.32 m2=150{{r(㎝)33.544.5{T(sec)0.2770.230.2050.185구심력 ({N){x(㎝)0.61.11.62.1{F=kx({N)225.79413.95602.11790.275. 결과 분석오차 요인1 실험 기구의 부정확성...(용수철의 힘이 일정했는가의 문제)실험에서 용수철의 길이가 일정하게 유지되었는지도 잘 알 수 없고, 그 상수값도정확히 알 수 없기 때문에 실험값조차도 신뢰할 수 없었으나, 이런 오차 요인을 감수해야 하는 상황에서 가능한 한 제대로 측정하기 위해 노력했다.2 측정 기구의 부실실험시 원운동을 하는 추가 좌우로 흔들리면서 운동하는 것을 엿볼 수 있었다. 또한 원운동이 정확히 등속 원운동이라 말할 수도 없었다.3 측정자(실험자)의 실수용수철 상수값을 구할 때와 등속 원운동 하는 반지름을 구할 때도 육안으로 거리를 재야만 했다. 그렇기 때문에 정확한 거리를 측정할 수가 없었다.4 마찰의 무시구심력 측정 장치, 회전 장치에서 등속 원 운동시 발생하는 마찰력을 측정할 수없을 뿐 더러 그 마찰력 또한 오차 요인으로 발생한 것이다.6. 참고 자료구심력물체가 등속 원운동을 유지하기 위하여 받는 힘. 등속 원 운동하는 물체는 속력이 일정하여도 원 운동의 중심을 향하는 가속도가 필요하므로 그 가속도를 생기게 하는 힘이 물체에 작용하여야 한다. 이때 물체에 가해주는 힘을 구심력이라 한다.^ 등속 원운동에서 구심력은 물체의 속도의 방향만을 바꾸어줄 뿐 속도의 크기는 변화시키지 못한다.^ 태양계에서 지구를 비롯한 행성이 태양 주위를 공전하고 달이 지구주위를 공전하는 것은 만유인력이 구심력의 역할을 하기 때문이다.^ 실에 매단 공이 원운동 할 때는 실의 장력이 구심력의 역할을 한다.^ 자전거나 자동차가 커브 길을 돌 때는 바퀴와 길(지면) 사이의 마찰력이 차가 회전하는데 필요한 구심력의 역할을 한다.^ 구심력은 방향이 항상 변하므로 크기는 일정하여도 힘(구심력)자체가 일 정한 것은 아{니다.1 구심력의 크기 : 반지름 r인 원궤도를 도는 질량m인{물체에 작용하는 구심력{는 다음과 같다.{2 구심력의 방향 :에서 구심력의 방향은가속도와 같은 방향이므로 항상 원의 중심을 향한다.즉, 구심력의 방향과 물체의 운동 방향은{항상 수직이다.3 구심력과 질량:에서 원운동하 는 물체의 질량과 구심력은 항 상 비례 한 다.(일정한 가속도로 운동하는 물체는 질량이 작은물체에 비해 클수록 구심력이 많이 작용하고 있{음을 의미한다.)4 구심력과 속력:{에서 구심력은 속력의 제곱에 비례한다.5 구심력과 반지름:{에서 각속도가 일정한 경우(w){{{선속도가 일정한 경 우(v):6 구심력의 역할을 하는 힘: 실의장력, 중력, 마찰력, 만유인력, 정전기력, 전자기력 등7. 참고 문헌http://blue.knue.ac.kr/~kgs/F4/41/d1.htmhttp://www-ph.postech.ac.kr
그리스 신화 속의 이 세 여신(헤라, 아프로디테, 아테나)들의 모습은 제각기 다른 모습을 하면서도 그들만의 매력을 가지고 있다. 겉모습은 누가 봐도 아름다운 여신들이지만 그들 각자의 매력은 사실 여성스러움과는 약간 상반된 것 같은 느낌을 받는다. 그들 각자가 갖는 그들만의 힘은 위력적이며 남성들의 소리에 짓눌린 이 시대를 살고있는 내가 느끼기에는 충분히 매력적이었다. 특히 세 여신들 중 헤라와 아프로디테가 그러했다.가정의 수호신 헤라... 헤라는 비록 봉건적이고 가부장적인 가치관을 가진 여인이긴 하였지만 그녀가 갖는 정숙함이 깃든 위엄과 여타 신들에게 뒤지지 않는 힘은 그를 아름다운 여신으로서가 아닌 자신의 권위를 지킬 줄 아는 여장부의 모습을 하고 있다. 그녀가 비록 봉건적인 가치관을 갖고 제우스가 아닌 상대 여인네들에게 지독한 질투심을 타 냉혹하고 잔인한 복수를 하였다고 하지만 그건 정실부인으로서의 위치와 권리를 수호하기 위함이었다는 면에서 이해될 수 있다고 생각한다. 비록 그녀가 가진 봉건적이 가치관에 동의하지는 않지만 그녀가 갖고있는 여장부의 모습은 그녀를 더욱 돋보이고 매력적인 여신으로 빛나게 한다. 현대사회에서 헤라와 비교될 수 있을 만한 인물을 찾기는 사실 힘든 것 같다. 헤라만큼의 위엄과 힘을 가진 여성이 과연 이 사회에 존재하는가? 우리가 사는 이 사회는 남성들의 목소리로 가득차 위엄이나 힘이라함은 언제나 남성의 편에 있다. 헤라를 단순히 가부장적 가치관을 가진 질투의 화신이라 간과한다면 이 사회에서 그 모습을 찾기란 힘든 일이 아니지만 그녀가 단순히 여인으로써의 질투의 화신이 아니라 그녀 자신이 갖는 권위를 지키기 위해 보여줬던 위엄을 찾아보려고 하면 그건 쉬운 일이 아니다. 이러한 사회 안에서 살아온 우리들은 그리하여 헤라의 위엄이나 완력에 더욱 이끌리는 것은 아닌지...미와 사랑의 여신 아프로디테... 아프로디테는 미의 여신답게 참으로 아름다운 모습을 하고 있다. 하지만 그녀가 보여준 그녀의 욕정 어린 행동은 그녀를 음탕한 쾌락의 여신으로 그녀를 전락시켜 버렸다. 솔직히 난 아프로디테의 행동 또한 부정적으로 생각하지 않는다. 그녀의 행동이 모두 다 옳다고는 말할 수 없으나, 그녀의 감정에 따른 솔직한 행동에 대해 그녀를 욕정에 사로잡힌 음탕한 여신으로 평가한다는 것은 억울한 일이다. 그녀가 자유분방하기는 했지만 호색적인 인간보다는 진실한 사랑으로 맺어지는 남녀의 사랑을 선호했으며 그녀가 이상적으로 본 유일한 사랑의 형태는 애정을 바탕으로 한 자연스러운 남녀 사이의 사랑이었다. 이런 면에서 그녀를 단순히 쾌락만을 쫓았던 음탕한 여신이라고 평가하기에는 무리가 있다. 그녀는 그녀의 감정에도 솔직했고 그녀의 욕망을 표현할 줄도 알았으며 그녀 나름대로의 생각도 있었던 그야말로 진정한 사랑의 여신이라고 생각한다.