(일반물리학실험) 힘과 가속도 예비,결과

목차

1. 실험 제목 : 힘과 가속도

2. 실험 목적

3. 실험 원리

4. 실험 기구 및 재료

5. 실험 방법

6. 측정 결과

7. 질문 및 토의

8. 실험결과 및 검토

본문내용

은 가해주는 힘의 방향의 반대 방향이다.
최대 정지 마찰력이란 정지 마찰력이 증가할 때 까지 증가하여 더이상 증가 하지 않는 상태이며 최대 정지 마찰력에 다다를 때 물체의 마찰력은 정지 마찰력에서 운동 마찰력으로 변화하며 운동하게 된다.
※ 접착 이론
아무리 매끄러운 금속 표면이라도 이들 표면들이 순간적으로 접착되면 접합점들이 만들어 진다. 미끄러지는 동안 이러한 결합들이 계속 만들어지고 잘려 나간다. 마찰은 이러한 접합된 부분이 잘려 나가는 과정에서 생긴다. 접해있는 두 종류의 금속 중 더 부드러운 금속 내부에서 이러한 잘림이 생겨서 작은 부스러기들이 튀어나오게 된다. 이것을 '접착이론'이라고 부른다. 진공상태에서 매우 깨끗한 표면에 아무런 압력을 가하지 않아도 이러한 접합은 일어난다.
(파리나 모기는 이러한 부착력의 도움으로 유리창에 수직으로 붙을 수도 있음)
※ 정전기 이론
표면들이 서로 미끄러질 때 한 표면에서 다른 표면으로 전하가 이동한다. 그 결과 서로 반대의 전하를 갖게되는 표면들 사이에는 정전기적 인력이 발생해 마찰이 생기게 된다. 유리 막대를 모피 조각에 문지르면 마찰에 의해 유리 막대가 전하를 띠는 것은 이미 알려진 사실이다. 이렇게 전하가 분리되는 현상은 부도체일 경우에 더 잘 일어나게 된다.
(식품 포장용기의 랩(wrap)은 정전기적 인력 현상)
- 실험시 작용할 수 있는 모든 변인을 통제한다.
실질적으론 불가능한 일이다. 접촉면의 재질, 환경의 영향(온도, 습도 등)의 영향을 완전히 통제하기란 불가능하다. 그렇기 때문에 매 실험마다 실험 결과의 차이가 나고 측정값의 오차가 생긴다. 하지만 오차를 줄이기 위해서는 최소한 모든 장비는 청결히 유지 되어야하며 실험 결과에 미칠 수 있는 장비 결함들은 없어야 한다.
- 차량의 무게를 줄인다.
- 바퀴와 트랙 사이에 기름칠을 한다.
(마찰력이 있는 부분에 기름칠을 하여 최대한 요철의 작용을 줄인다.)
- 공기부양선의 원리를 이용하여 작은 공기부양선을 가지고 실험을 한다.(고무풍선을 이용하여 실험할 때 바람을 밑으로 내뿜는다.)
- 실험을 반복 시간을 늘여 정전기를 없앤다.
8. 실험결과 및 검토
트랙, Fan이 달린 차량, 속도 센서를 이용하여 Newton 제 2법칙 F = ma 즉, 힘과 가속도의 관계는 비례 관계이며 또한 가속도와 질량의 관계는 반비례 관계이며 그리고 힘과 가속도는 벡터량임을 알 수 있는 실험이었다.
- 힘은 가속도에 비례하며 가속도는 질량과 반비례한다.
- 힘과 가속도는 벡터량이다.
F' = ma' = ma*cosθ
(F' : 힘(벡터량), m : 질량, a' : 가속도(벡터량))
하지만 실제로 실험을 실시할 시에 통제 되어야 하는 변인들을 제대로 통제하기 힘들다. 그 결과 두 실험 모두다 각각 5회 실시한 실험 측정값은 모두 달랐다. 그리고 오차의 범위가 눈에 띌 정도로 큰 실험도 있었다. 이러한 점을 감안하였으며 각 실험에서 예상했던 결과를 얻었다. 매번 실험을 하게 되지만 실험을 할 때에는 오차를 줄여 나가는게 관건인 것 같다.

키워드

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