전자기 유도 법칙을 이용한 단진자의 역학적 에너지 보존 실험
A Study on the Mechanical Energy Conservation of a Simple Pendulum Using the Electromagnetic Induction Law
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초록
전자기 현상인 전자기 유도 법칙을 이용하여 역학적 현상인 역학적 에너지 보존에 대한 연구를 이론과 실험으로 수행하였다. 자석 추로 된 단진자가 코일의 폭을 지나가는데 걸리는 시간과 평형점에서 단진자의 평균속도에 대한 관계식을 이론적으로 구하고 실험값과 비교하였다. 실험은 줄의 길이와 각도, 코일의 폭 세 가지 조건을 변화시키면서 유도전류를 측정하였다. 서로 다른 방향으로 나타나는 유도전류 피크 사이의 시간 간격을 측정하여 평형점에서 단진자의 평균속도를 실험적으로 구하고 단진자의 초기 퍼텐셜 에너지가 평형점에서 운동 에너지로 바뀌는 것을 보임으로써 역학적 에너지 보존 법칙을 확인할 수 있었다.
Abstract
Research on the conservation of the mechanical energy was carried out in theory and experiment using the electromagnetic induction law. The equation for the average velocity of a pendulum at a equilibrium point and the time for the pendulum to pass through the width of the coil was theoretically obtained and compared with the experimental values. In experiment the induced current was measured, changing the length and angle of the string and the width of the coil. By measuring the time interval between induced current peaks appearing in different directions, the average velocity of a single crystal at an equilibrium point was obtained experimentally and showing that the initial potential energy of a pendulum was changed from the equilibrium point to kinetic energy, we could confirm the mechanical energy conservation law.
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