물리실험 - 힘과 가속도 - 결과보고서

목차

5.측정값

6.실험결과

7.질문 및 토의

8.결론 및 검토

본문내용

영향을 줄여주기 위해 FAN의 전원을 켠 상태에서 손으로 잡고 있다가 충분한 회전력을 얻었을 때 차량에는 힘이 미치지 않도록 유의하면서 손을 때는 방법으로 실험에 적용하였다. FAN이 정지마찰력보다 충분히 큰 힘의 추력을 낼 수 있을 때 차량을 출발시키면 영향을 최소화 할 수 있을 것이라고 생각했다. 더 이상적인 방법은 이미 이동중인 차량을 이용하여 일정한 장소를 지날 때부터를 시작점으로 잡고 측정을 하면 계산은 복잡해 질지 모르지만 정지 마찰력으로 인한 오차의 영향은 거의 없앨 수 있을 것이다.
8.결론 및 검토
위의 두 실험 결과 다음과 같은 결론을 내릴 수 있었다.
첫 번째 실험 『A. Newton 제2법칙 』에서는 힘이 일정할 경우 물체의 질량이 증가하면 가속도는 감소함을 실험결과 및 그래프로 확인 할 수 있었다. 이것은 간단히 요약하면
(일정)F = ma
식을 만족하는 결과였다. 식에서도 확인할 수 있듯이 질량(m)과 가속도(a)는 실험 결과 그래프 a-2 와 같은 반비례관계임을 확인할 수 있었다. 그러므로 물체의 질량이 증가하면 가속도가 감소하게 되어 힘의 일정함을 보이고 반대로 물체의 질량이 감소하게 될 때는 가속도가 증가하여 역시 힘의 일정함을 알 수 있다.
두 번째 실험 『b. Fan의 각도 변화에 따른 가속도 측정 』에서는 물체에 일정한 힘을 가할 때에 힘의 방향과 물체의 운동방향과 일치하지 않고 각을 이루는 경우 실제로 물체에 작용하는 가속도와 힘의 관계를 알아보고 확인하는 실험이었다.
결과에서 확인 할 수 있듯이 고정된 방향으로만 움직이는 차량에 운동방향과 가하는 힘의 방향의 각이 커질수록 물체의 가속도의 크기는 감소하고 그 결과 작용하는 힘역시 감소하는 방향이다. 이것은 물체의 운동뱝향을 x축으로 생각하였을 때 다음과 같은 식으로 표현할 수 있다.
{ F}_{x } =F CDOT cos theta
cos
theta
의 값은 그 각의 크기가 커질수록 감소하므로 힘과 물체의 운동뱝향이 이룬느 각도고 커질수록 물체에 전달 되는 힘의 크기는 작아진다는 사실을 증명한다.
위 두 실험 결과 힘과 가속도의 관계를 Newton의 제 2법칙의 성립함으로 알 수 있었다. 이번 실험은 비교적 방법적으로 쉬웠기 때문에 정확한 실험을 할 수 있으리라 기대했지만 실제 결과는 역시 예상초과의 오차에 실망하지 않을 수 없었다. 이번 실험에선 Fan의 건전지 상태가 큰 영향을 미쳤다. 약한 Fan의 힘이 차량과 추의 무게를 감당하지 못해 포토게이트를 통과하지 못하는 경우가 발생하여 다시 측정하였지만 그 외 다른 원인들을 생각해 보았다.
차량과 레일 사이의 마찰력
정확한 수평상태 확인
출발할 때의 차량에 가해지는 외부적인 힘(손동작 미숙, 공기의 흐름)
FAN의 회전력의 미세한 차이
포토게이트 자체의 한계오차
계산오차(반올림으로 인한..)등등.....
생각할수록 오차의 범위는 넓어지는 것 같다.
하지만 이 모든 경우를 충분히 생각해주고,
미리 예방 할 수 있는 다음 실험의 준비라 생각하고 보다 건실한 실험이 되도록 해야겠다.

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힘,   가속도,   물리,   실험,   결과,   보고서