일반물리학실험 - 힘의 평형 및 분해

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본문내용

게 나왔다. 이는 실험기구 설치시 평형의 문제나 개인의 시각차에 따른 각도의 차이, 또한 각도기의 평형문제도 들 수 있다. 그리고 용수철과 도르레에 연결된 실이 정확히 수직으로 내려오지 않은 것도 들 수 있겠다.
② 힘의 분해
F(N)
% 오차
% 오차
측정값
()
이론값()
측정값
이론값
()
0.055
0.105
0.035
1.030
0.8793
0.9008
2.39
0.5395
0.4994
8.03
0.105
0.155
0.040
1.521
1.2059
1.1476
5.08
1.0301
0.9976
3.26
용수철 상수=25.123N/m
오차(%)=
XY평면의 모든 힘 벡터는 X방향의 벡터와 Y방향의 벡터의 합으로서 표시될 수 있다. 위의 그림은 와 X축 사이의 각도인 에 따라 생긴 의 X, Y 성분을 보여준다. 성분이 각각 수직이므로 합력을 구하는데 사용하는 평행사변형은 직사각형이 된다. 각 AOX를 이용하여 의 성분은 쉽게 계산된다. X의 성분은 이며 Y의 성분은 가 된다.
이 실험도 오차가 발생하였다. 이는 실험기구의 평형문제와 각도기의 평형, 개인에 따른 각도의 눈금에 따라 달라진 것 같다. 용수철 상수를 구할 시 늘어난 길이를 구하는 과정에서도 오차가 발생된 것 같다.
우선 실험에 사용된 용수철은 문헌을 통해서 보던 ‘이상적인 용수철’이 아니다. 처럼 힘이 길이에 완벽히 비례하지 않는다. 이는 용수철을 이루는 재질의 내부 응력이나 시간이 지남에 따라 손상된 부분이 있어 나타나는 현상으로 생각되어진다.
다른 오차의 이유로는 눈금을 읽는데에 있다. 용수철저울의 특성상 조금만 흔들려도 움직이게 되어 눈금을 읽기 힘들다. 또 눈금과 눈금 사이에 걸렸을때 나타나는 오차 도 무시하지 못할 것이다.
또한 용수철이 지면과 수직하지 않았다는 가정도 할 수 있다. 그렇게 된다면 용수 철저울을 통해 얻는 힘은 1차 좌표계의 힘이 아닌 2차원적으로 해석되어지게 되어 이론을 통해 배운 벡터분해를 이용해서 계산해야 될 것이다.
실험을 할 때 5번정도 무게를 바꾸어가며 실험해야하지만 앞의 실험과 마찬가지로 시간부족으로 인해 여러번 하지 못해서 아쉽다. 그 이유로 오차가 난 것 같기도 하다. 앞의 실험보다 더 쉬웠던 것 같기도 하다. F를 기본으로 다른 값들을 계산기로 쉽게 구할수 있었기 때문이다.
4. 결론
물리를 한번도 해본적이 없는 나는 이번학기에 듣게 된 일반물리실험이 너무나도 부담되었다. 그래서 실험할 때 이론도 잘 모르겠고 실험방법도 잘 모르겠고 교수님이 봐주시러 오시면 겁부터 먹곤 했다. 직접 실험을 하고 직접 보고서까지 써보니 물리에 대해 흥미도 생기고 내가 쓴 보고서에 대한 애착도 간다. 이 실험을 통하여 용수철상수를 구하고 그래프를 그릴 수 있었으며, 용수철이 늘어나는데 필요한 힘이 용수철이 늘어난 길이에 비례한다는 것을 알 수 있었다. 그리고 힘의 합력과 힘의 평형력에 대하여 공부하였고, 물체에 가해진 한 힘을 같은 효과를 같는 두 개 이상의 힘으로 나눌수 있다는 것을 알게되었다.
참고문헌
[1] 일반물리실험 p27-p35

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일반물리학실험,   힘,   평형,   분해,   힘의 평형 및 분해