[일반물리실험 A+ 자료] 부력 실험 보고서

소개글

[일반물리실험 A+ 자료] 부력 실험 보고서에 대한 보고서 자료입니다.

목차

Ⅰ. 개요 (Introduction)

1. 유체에 잠긴 물체에 작용하여 위로 떠오르게 하는 힘인 부력을 이해한다.
2. 추가 유체 속으로 잠기는 동안 추를 매단 Force sensor에 측정되는 장력의 변화를
측정하여 그 측정값으로부터 유체의 밀도를 계산할 수 있음을 익힌다.
3. 부력은 유체의 밀도와 추의 밀도에 따라 어떤 영향을 받는지 알아본다.
4. 민물과 바닷물에서의 부력의 차이가 발생하는 이유를 알아본다.

Ⅱ. 이론 (Theory)

ⅰ) 깊이에 따른 압력의 변화

ⅱ) 부력(buoyant force)과 아르키메데스의 원리

ⅲ) 유체 (fluid)

ⅳ) 원통형 추의 장력을 이용한 부력 측정 및 유체의 밀도

(1) Force sensor를 이용하여 유체에 잠기는 깊이에 따른 힘의 변화 측정

(2) 물체를 액체 속에 일정한 깊이로 담그는 동안 부력은 잠기는 깊이(h)에 비례하여 증
가하게 되며 그 그래프의 기울기는 유체의 밀도에 비례한다.

ⅴ) Force sensor



Ⅲ. 실험장치 및 실험절차 (Apparatus & Procedure)

ⅱ) 비교 변인

(1) 유체(물)이 밀도 변화 (3종)
물을 이용해서 먼저 실험한다. 그리고 물에 소금(또는 설탕)을 넣어 유체의 밀도를 2가지
정도 달리 해서 실험한다.

(2) 추의 밀도 변화 (2종)
추의 모양이 같고 질량이 다른 추를 추가해서 동일한 조건으로 실험한다.

ⅲ) 실험절차

ⅳ) 주의사항

Ⅳ. 데이터 및 결과 (Data & Results)

ⅰ) 부피와 질량으로 물의 밀도 측정
(1) 소금물의 퍼센트 농도


(2) 유체의 밀도

㉠ 물의 밀도

㉡ 소금물 1의 밀도

㉢ 소금물 2의 밀도


ⅱ) 부력을 이용한 유체의 밀도 측정

㉠ 추1 의 단면적 A 구하기

㉡ 유체의 밀도 변화에 대한 부력 측정
㉢ 부력 vs 잠긴 깊이 그래프

ⅲ) 추의 밀도 변화에 대한 부력 측정
㉠ 추2 의 단면적 A 구하기
㉡ 유체의 밀도 변화에 대한 부력 측정
㉢ 부력 vs 잠긴 깊이 그래프


ⅳ) 메스실린더를 이용한 부피와 측정으로 얻은 값과 기울기를 이용하여 계산한 값 비교

㉠ 질량 / 부피로 계산한 밀도 단위 환산
㉡ 질량 / 부피로 계산한 밀도와 기울기로 계산한 밀도 비교


ⅴ) 소금(또는 설탕)의 농도에 따른 밀도의 차이는 어떠한가? 소금(또는 설탕)의 농도가 부력
에 영향을 어떻게 미치는가?

Ⅴ. 오차분석 (Error Analysis)
본 실험에서는 실험값이 각 데이터에 1개씩 존재하기 때문에 중앙값,최빈값,평균값,표준편차,
표준오차를 구할 수 없다.
ⅰ) 절대오차
ⅱ) 오차율
ⅲ) 실험기구로부터 발생 가능한 오차 범위
ⅳ) 오차 원인 및 개선 방안


Ⅵ. 토의 (Discussion)
본 실험은 유체에 잠긴 물체에 작용하여 위로 떠오르게 하는 힘인 부력을 이해하며 추가
유체 속으로 잠기는 동안 추를 매단 Force sensor에 측정되는 장력의 변화를 측정하여 그
측정값으로부터 유체의 밀도를 계산할 수 있음을 익히고 부력은 유체의 밀도와 추의 밀도에
따라 어떤 영향을 받는지와 민물과 바닷물에서의 부력의 차이가 발생하는 이유에 대해 알아
보겠다는 목표를 갖고 실험을 진행하였다.
본 실험에서는 Force sensor를 이용하여 유체에..(중략)

Ⅶ. 참고문헌 (References)
일반 물리학 실험. 김병훈 외 11명. 북스힐, 1998. 105쪽~112쪽, 277쪽~280쪽
사진 출처는 각 사진의 하단에 첨부하였다.

본문내용

Ⅰ. 개요 (Introduction)

1. 유체에 잠긴 물체에 작용하여 위로 떠오르게 하는 힘인 부력을 이해한다.
2. 추가 유체 속으로 잠기는 동안 추를 매단 Force sensor에 측정되는 장력의 변화를
측정하여 그 측정값으로부터 유체의 밀도를 계산할 수 있음을 익힌다.
3. 부력은 유체의 밀도와 추의 밀도에 따라 어떤 영향을 받는지 알아본다.
4. 민물과 바닷물에서의 부력의 차이가 발생하는 이유를 알아본다.

Ⅱ. 이론 (Theory)

ⅰ) 깊이에 따른 압력의 변화

ⅱ) 부력(buoyant force)과 아르키메데스의 원리

ⅲ) 유체 (fluid)

ⅳ) 원통형 추의 장력을 이용한 부력 측정 및 유체의 밀도

(1) Force sensor를 이용하여 유체에 잠기는 깊이에 따른 힘의 변화 측정

(2) 물체를 액체 속에 일정한 깊이로 담그는 동안 부력은 잠기는 깊이(h)에 비례하여 증
가하게 되며 그 그래프의 기울기는 유체의 밀도에 비례한다.

ⅴ) Force sensor



Ⅲ. 실험장치 및 실험절차 (Apparatus & Procedure)

ⅱ) 비교 변인

(1) 유체(물)이 밀도 변화 (3종)
물을 이용해서 먼저 실험한다. 그리고 물에 소금(또는 설탕)을 넣어 유체의 밀도를 2가지
정도 달리 해서 실험한다.

(2) 추의 밀도 변화 (2종)
추의 모양이 같고 질량이 다른 추를 추가해서 동일한 조건으로 실험한다.

ⅲ) 실험절차

ⅳ) 주의사항

Ⅳ. 데이터 및 결과 (Data & Results)

ⅰ) 부피와 질량으로 물의 밀도 측정
(1) 소금물의 퍼센트 농도


(2) 유체의 밀도

㉠ 물의 밀도

㉡ 소금물 1의 밀도

㉢ 소금물 2의 밀도


ⅱ) 부력을 이용한 유체의 밀도 측정

㉠ 추1 의 단면적 A 구하기

㉡ 유체의 밀도 변화에 대한 부력 측정
㉢ 부력 vs 잠긴 깊이 그래프

ⅲ) 추의 밀도 변화에 대한 부력 측정
㉠ 추2 의 단면적 A 구하기
㉡ 유체의 밀도 변화에 대한 부력 측정
㉢ 부력 vs 잠긴 깊이 그래프


ⅳ) 메스실린더를 이용한 부피와 측정으로 얻은 값과 기울기를 이용하여 계산한 값 비교

㉠ 질량 / 부피로 계산한 밀도 단위 환산
㉡ 질량 / 부피로 계산한 밀도와 기울기로 계산한 밀도 비교


ⅴ) 소금(또는 설탕)의 농도에 따른 밀도의 차이는 어떠한가? 소금(또는 설탕)의 농도가 부력
에 영향을 어떻게 미치는가?

Ⅴ. 오차분석 (Error Analysis)
본 실험에서는 실험값이 각 데이터에 1개씩 존재하기 때문에 중앙값,최빈값,평균값,표준편차,
표준오차를 구할 수 없다.
ⅰ) 절대오차
ⅱ) 오차율
ⅲ) 실험기구로부터 발생 가능한 오차 범위
ⅳ) 오차 원인 및 개선 방안


Ⅵ. 토의 (Discussion)
본 실험은 유체에 잠긴 물체에 작용하여 위로 떠오르게 하는 힘인 부력을 이해하며 추가
유체 속으로 잠기는 동안 추를 매단 Force sensor에 측정되는 장력의 변화를 측정하여 그
측정값으로부터 유체의 밀도를 계산할 수 있음을 익히고 부력은 유체의 밀도와 추의 밀도에
따라 어떤 영향을 받는지와 민물과 바닷물에서의 부력의 차이가 발생하는 이유에 대해 알아
보겠다는 목표를 갖고 실험을 진행하였다.
본 실험에서는 Force sensor를 이용하여 유체에..(중략)

Ⅶ. 참고문헌 (References)
일반 물리학 실험. 김병훈 외 11명. 북스힐, 1998. 105쪽~112쪽, 277쪽~280쪽
사진 출처는 각 사진의 하단에 첨부하였다.

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