목차
없음
본문내용
)추의 질량에 따른 힘점에서의 힘의 크기
● 작용점과 받침점 사이의 거리(A) : 5cm 힘점과 받침점 사이의 거리(B) : 15 cm
m(g)
100
150
200
250
측정값(g)
30
50
60
80
이론값(g)
33.3
50
66.7
83.3
3-1)작용점과 받침점 사이의 거리에 따른 힘점에서의 힘의 크기
● 힘점과 받침점 사이의 거리(B) : 10 cm 추 질량(m) : 100 g
작용점과 받침점 사이의 거리(cm)
24
21
18
15
12
측정값(g)
250
220
185
155
125
이론값(g)
240
210
180
150
120
3-2)힘점과 받침점 사이의 거리(B)에 따른 힘점에서의 힘의 크기
작용점과 받침점 사이의 거리(cm)
5
10
15
20
측정값(g)
475
250
160
125
이론값(g)
480
240
160
120
● 작용점과 받침점 사이의 거리(A) : 24cm 추 질량(m) : 100 g
3-3)추의 질량에 따른 힘점에서의 힘의 크기
m(g)
50
100
150
200
측정값(g)
110
220
325
430
이론값(g)
100
200
300
400
● 작용점과 받침점 사이의 거리(A) : 20cm 힘점과 받침점 사이의 거리(B) : 10 cm
★ 정확하고 주의 깊은 실험에 의해서 측정값과 이론값의 오차가 5%이하고 나왔습니다.
7.결론
① 지레에 작용되는 힘의 크기는 추의 무게에 비례한다.
② 지레에 작용되는 힘의 크기는 작용점과 받침점 사이의 거리에 비례한다.
③ 지레에 작용되는 힘의 크기는 힘점과 받침점 사이의 거리에 반비례한다.
8.참고문헌
Basic 중학생의 위한 과학 용어 사전
중학 과학 두산 동아 참고서
지레 - 심플 사이언스
● 개선사항
수업을 받는 동안 실험을 끝마쳐야한다는 생각에 데이터를 분석하기 보다는 결과를 빨리 얻는 데에만 신경을 썼던 것 같습니다. 지금 측정값과 이론값을 비교하며 실험의 의미를 생각해보고 이해하고 있기는 하지만, 실험을 조금 줄이고 수업 시간을 조정해서 실험 한 후에 바로 실험의 의미에 대해서 생각해보고 이론을 적립해보는 것도 좋을 것 같습니다.
<실험 1-4 경사면 >
1. 실험 목적
(1) 경사면의 사잇각에 따른 힘의 크기 변화에 대해서 알 수 있다.
(2) 추의 질량에 따른 힘의 크기에 대해서 알 수 있다.
2. 실험 준비물
경사판, 수레, 추, 각도기, 스탠드
3. 이론적 배경
수평면과 빗면이 이루는 각을 경사각이라 한다. 빗면을 사용하면 적은 힘으로 물체를 움직일 수 있다. 무게가 10N인 물체를 수직으로 들어 올리려면 10N의 힘이 든다. 하지만 빗면을 이용하여 끌어올리면 그보다 작은 힘을 사용해 위쪽으로 물체를 이동시킬 수 있다. 무거운 짐이 실린 수레의 경우 수직으로 들어서 계단을 오르는 것은 불가능하지만 경사로를 이용해 밀면 쉽게 높은 곳에 갈 수 있다. 이것은 빗면이 물체를 위쪽으로 미는 수직항력과 중력의 일정 성분이 평형을 이루기 때문이다.
마찰을 무시하고 빗면의 경사각을 θ라 하면, 질량이 m kg인 물체를 끌어올리는 데 필요한 힘은 F = m·g·sinθ (g는 중력가속도)이다. 따라서 경사각이 작을수록 더 적은 힘으로 물체를 움직일 수 있다. 그러나 높이 h만큼 움직이기 위해서 필요한 빗면의 거리는 h/sinθ가 되어 물체에 한 일의 양은 수직으로 들어 올릴 경우와 같다.
빗면의 원리를 응용한 것으로 쐐기와 나사가 있다. 틈을 벌리거나 물체를 쪼갤 때 양쪽으로 바로 잡아당기는 것보다 쐐기의 빗면을 이용하여 벌리는 것이 더 적은 힘이 든다. 원기둥에 감겨 있는 나사선을 평면으로 펼치면 빗면이 된다. 못을 직접 수직으로 넣는 것보다 나사선을 타고 밀어 넣는 것이 더 적은 힘이 든다. 쐐기나 나사도 힘에는 이득을 보지만 한 일은 사용하지 않은 경우와 같다.
4~7. 실험방법 및 데이터 결과, 결론
1) 경사면 사잇각에 따른 힘의 크기
<실험 방법>
1) 경사판에 고정 도르래를 설치하고, 경사판을 스탠드 지지대에 설치한다.
2) 수레와 용수철 저울을 연결한다.
3) 수레가 일정한 속도로 움직이도록 용수철 저울을 천천히 당기면서 용수철 저울 값을 측정한다.
4) 경사면의 다양한 사잇각에 대하여 용수철 저울 값을 측정한다.
< 데이터 >
사잇각()
20
30
40
50
60
측정값(g)
50
65
85
105
120
* 수레와 추 지량 : 135g
< 결과 >
-데이터 처리 과정 및 이론적인 계산과정
F = m·g·sinθ
sin표
20°
30°
40°
50°
60°
0.3420
0.5000
0.6428
0.7660
0.8660
-이론값과 측정값 비교
★계산은 계산기를 통해 수행해서 계산 과정은 생략하였습니다.
* 수레와 추 지량 : 135g
사잇각()
20
30
40
50
60
측정값(g)
50
65
85
105
120
이론값
46.17
67.5
86.778
103.41
116.91
<결론>
- 사잇각이 커질수록 용수철 저울이 받는 힘의 크기가 커졌습니다.
2) 질량에 따른 힘의 크기
<실험 방법>
1) 1-1. 1)~3)과 동일
2) 추의 다양한 질량에 대하여 용수철 저울 값을 측정한다.
<데이터>
★경사면 사잇각 : 40 도
수레와 추 질량(g)
135
182
228
274
320
측정값(g)
85
125
150
190
220
<결과>
-데이터 처리 과정 및 이론적인 계산과정
sin40=0.6428 F = m·g·sinθ
-이론값과 측정값 비교
수레와 추 질량(g)
135
182
228
274
320
측정값(g)
85
125
150
190
220
이론값(g)
86.67
116.99
146.55
176.12
205.6
<결론>
- 추의 질량이 증가함에 따라서 용수철 저울에 작용하는 힘 또한 증가하는 모습을 볼 수 있었습니다.
8. 참고문헌
-도해 기계 용어 사전
-수학 sin 표
-두산 백과 빗면의 정의
-중학 두산 과학 빗면의 원리
● 개선사항
실험의 결과로 미루어 보어 측정값과 이론값이 약간의 차이가 있음을 알 수 있었습니다. 초등학생 실험에서는 무리가 있겠지만 마찰에 따른 힘의 변화도 심화해서 공부해 볼 수 있을 것 같다고 생각합니다.
● 작용점과 받침점 사이의 거리(A) : 5cm 힘점과 받침점 사이의 거리(B) : 15 cm
m(g)
100
150
200
250
측정값(g)
30
50
60
80
이론값(g)
33.3
50
66.7
83.3
3-1)작용점과 받침점 사이의 거리에 따른 힘점에서의 힘의 크기
● 힘점과 받침점 사이의 거리(B) : 10 cm 추 질량(m) : 100 g
작용점과 받침점 사이의 거리(cm)
24
21
18
15
12
측정값(g)
250
220
185
155
125
이론값(g)
240
210
180
150
120
3-2)힘점과 받침점 사이의 거리(B)에 따른 힘점에서의 힘의 크기
작용점과 받침점 사이의 거리(cm)
5
10
15
20
측정값(g)
475
250
160
125
이론값(g)
480
240
160
120
● 작용점과 받침점 사이의 거리(A) : 24cm 추 질량(m) : 100 g
3-3)추의 질량에 따른 힘점에서의 힘의 크기
m(g)
50
100
150
200
측정값(g)
110
220
325
430
이론값(g)
100
200
300
400
● 작용점과 받침점 사이의 거리(A) : 20cm 힘점과 받침점 사이의 거리(B) : 10 cm
★ 정확하고 주의 깊은 실험에 의해서 측정값과 이론값의 오차가 5%이하고 나왔습니다.
7.결론
① 지레에 작용되는 힘의 크기는 추의 무게에 비례한다.
② 지레에 작용되는 힘의 크기는 작용점과 받침점 사이의 거리에 비례한다.
③ 지레에 작용되는 힘의 크기는 힘점과 받침점 사이의 거리에 반비례한다.
8.참고문헌
Basic 중학생의 위한 과학 용어 사전
중학 과학 두산 동아 참고서
지레 - 심플 사이언스
● 개선사항
수업을 받는 동안 실험을 끝마쳐야한다는 생각에 데이터를 분석하기 보다는 결과를 빨리 얻는 데에만 신경을 썼던 것 같습니다. 지금 측정값과 이론값을 비교하며 실험의 의미를 생각해보고 이해하고 있기는 하지만, 실험을 조금 줄이고 수업 시간을 조정해서 실험 한 후에 바로 실험의 의미에 대해서 생각해보고 이론을 적립해보는 것도 좋을 것 같습니다.
<실험 1-4 경사면 >
1. 실험 목적
(1) 경사면의 사잇각에 따른 힘의 크기 변화에 대해서 알 수 있다.
(2) 추의 질량에 따른 힘의 크기에 대해서 알 수 있다.
2. 실험 준비물
경사판, 수레, 추, 각도기, 스탠드
3. 이론적 배경
수평면과 빗면이 이루는 각을 경사각이라 한다. 빗면을 사용하면 적은 힘으로 물체를 움직일 수 있다. 무게가 10N인 물체를 수직으로 들어 올리려면 10N의 힘이 든다. 하지만 빗면을 이용하여 끌어올리면 그보다 작은 힘을 사용해 위쪽으로 물체를 이동시킬 수 있다. 무거운 짐이 실린 수레의 경우 수직으로 들어서 계단을 오르는 것은 불가능하지만 경사로를 이용해 밀면 쉽게 높은 곳에 갈 수 있다. 이것은 빗면이 물체를 위쪽으로 미는 수직항력과 중력의 일정 성분이 평형을 이루기 때문이다.
마찰을 무시하고 빗면의 경사각을 θ라 하면, 질량이 m kg인 물체를 끌어올리는 데 필요한 힘은 F = m·g·sinθ (g는 중력가속도)이다. 따라서 경사각이 작을수록 더 적은 힘으로 물체를 움직일 수 있다. 그러나 높이 h만큼 움직이기 위해서 필요한 빗면의 거리는 h/sinθ가 되어 물체에 한 일의 양은 수직으로 들어 올릴 경우와 같다.
빗면의 원리를 응용한 것으로 쐐기와 나사가 있다. 틈을 벌리거나 물체를 쪼갤 때 양쪽으로 바로 잡아당기는 것보다 쐐기의 빗면을 이용하여 벌리는 것이 더 적은 힘이 든다. 원기둥에 감겨 있는 나사선을 평면으로 펼치면 빗면이 된다. 못을 직접 수직으로 넣는 것보다 나사선을 타고 밀어 넣는 것이 더 적은 힘이 든다. 쐐기나 나사도 힘에는 이득을 보지만 한 일은 사용하지 않은 경우와 같다.
4~7. 실험방법 및 데이터 결과, 결론
1) 경사면 사잇각에 따른 힘의 크기
<실험 방법>
1) 경사판에 고정 도르래를 설치하고, 경사판을 스탠드 지지대에 설치한다.
2) 수레와 용수철 저울을 연결한다.
3) 수레가 일정한 속도로 움직이도록 용수철 저울을 천천히 당기면서 용수철 저울 값을 측정한다.
4) 경사면의 다양한 사잇각에 대하여 용수철 저울 값을 측정한다.
< 데이터 >
사잇각()
20
30
40
50
60
측정값(g)
50
65
85
105
120
* 수레와 추 지량 : 135g
< 결과 >
-데이터 처리 과정 및 이론적인 계산과정
F = m·g·sinθ
sin표
20°
30°
40°
50°
60°
0.3420
0.5000
0.6428
0.7660
0.8660
-이론값과 측정값 비교
★계산은 계산기를 통해 수행해서 계산 과정은 생략하였습니다.
* 수레와 추 지량 : 135g
사잇각()
20
30
40
50
60
측정값(g)
50
65
85
105
120
이론값
46.17
67.5
86.778
103.41
116.91
<결론>
- 사잇각이 커질수록 용수철 저울이 받는 힘의 크기가 커졌습니다.
2) 질량에 따른 힘의 크기
<실험 방법>
1) 1-1. 1)~3)과 동일
2) 추의 다양한 질량에 대하여 용수철 저울 값을 측정한다.
<데이터>
★경사면 사잇각 : 40 도
수레와 추 질량(g)
135
182
228
274
320
측정값(g)
85
125
150
190
220
<결과>
-데이터 처리 과정 및 이론적인 계산과정
sin40=0.6428 F = m·g·sinθ
-이론값과 측정값 비교
수레와 추 질량(g)
135
182
228
274
320
측정값(g)
85
125
150
190
220
이론값(g)
86.67
116.99
146.55
176.12
205.6
<결론>
- 추의 질량이 증가함에 따라서 용수철 저울에 작용하는 힘 또한 증가하는 모습을 볼 수 있었습니다.
8. 참고문헌
-도해 기계 용어 사전
-수학 sin 표
-두산 백과 빗면의 정의
-중학 두산 과학 빗면의 원리
● 개선사항
실험의 결과로 미루어 보어 측정값과 이론값이 약간의 차이가 있음을 알 수 있었습니다. 초등학생 실험에서는 무리가 있겠지만 마찰에 따른 힘의 변화도 심화해서 공부해 볼 수 있을 것 같다고 생각합니다.
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