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중학교 3학년 과학/6단원(에너지 전환과 보존)

가우스 건 - 에너지 보존법칙?

by 민서아빠(과학사랑) 2013. 4. 21.

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쇠구슬과 자석을 이용해서 가우스 건을 만들어 보았습니다.
왜 끝에 쇠구슬 속도가 빨라지는지 생각해 봅시다.
초기에너지는  사실 큰쇠구슬과 작은 쇠구슬 거의 멈추어 있는 상태입니다.
그렇다면 초기에는 어떤 에너지가 존재하고 있었던 걸까요?

자기장에 포함되어있던 포텐셜 에너지가 사라지면서
끝에 있는 쇠구슬의 운동에너지로 바뀌었다고 볼 수 있습니다.

자석이 강하다면
자기장에 의한 포텐셜 에너지(위치에너지)도 커지게 됩니다.
떨어져 있던 쇠구슬이 붙으면서 자기장에 의한 위치에너지가 감소하고, 감소한 에너지는 다른 에너지로 전환이 되는데 이 에너지가 자석 반대편에 붙어 있는 쇠구슬의 포텐셜 에너지 보다 크면 반대편 자석이 튀어 나가게 됩니다. 그리고 남은 에너지가 운동에너지로 바뀌게 됩니다.

즉 큰 구슬을 자석에 붙이면 반대편에 있는 작은 구슬보다 위치에너지가 크므로 반대편에 붙어 있는 작은 구슬의 강한 운동에너지를 갖게 되겠지요.

구슬을 바꾸어서 해보면 속도가 달라짐을 알 수 있습니다.
왜 그런지 생각해 보세요

좀더 자세한 설명은 아래 링크 참고
http://www.sciencelove.com/2115