[일반물리학 실험] 힘의 평형 : 힘을 받는 물체가 평형상태에 있기 위한 조건을 알아보고 힘의 분해와 합성 및 회전력의 개념을 이해한다

소개글

[일반물리학 실험] 힘의 평형 : 힘을 받는 물체가 평형상태에 있기 위한 조건을 알아보고 힘의 분해와 합성 및 회전력의 개념을 이해한다에 대한 보고서 자료입니다.

목차

일반물리학 실험 - 힘의 평형

1. 실험목적

2. 실험원리

3. 측정값

4. 결론 및 검토

5. 참고자료

본문내용

추걸이의 질량, 즉 용수철의 탄성력(N)과 비례 한다는 것을 실험을 통해 알아보았다. 실험 결과를 통해 용수철의 탄성력은 용수철 상수 k(N/m)와 늘어난 변위(m)의 곱으로 정의 된다는 후크의 법칙의 성립을 알아볼 수 있었다. F=kx라는 후크의 법칙을 선형함수로 표현해보니 k값이 계산값과 차이는 있었지만 오차는 그리 크지 않았다. 하지만 늘어난 길이, 즉 변위가 커질수록 k값이 감소하는 경향을 보이는데 아마도 이렇게 k값이 감소하다가 한계점에 도착하면 탄성을 잃어버리는 시점이 있을 것 같다. 자료를 찾아보니 그 시점이 실제로 존재하고 그 시점이 되면 용수철의 복원력이 사라진다고 했다. 후크의 법칙이 성립이 됨을 확인하였으니 용수철의 늘어난 길이를 알면 역으로 힘의 크기를 구할 수 있는 가역적 계산이 가능하였다.
실험2)에서는 세 가지 힘의 평형을 통해 두 힘의 합이 나머지 한 개의 힘과 어떻게 평형을 이루는지 확인을 하는 실험이었다. 데이터를 분석하기 전에는 값이 거의 일치할 것이라고 예상했지만 실제로 비교를 해보니 계산 값보다 실제 측정값이 더 크게 나왔다. 오차가 난 이유를 생각을 해보았는데 아무래도 용수철 옆에 적힌 힘의 크기가 용수철이 처음에 만들어질 때는 정확히 맞았으나 오래 사용하다보니 용수철 상수 값이 달라져서 크게 측정이 된 것 같다. 용수철이 처음 만들어졌을 때보다 쉽게 늘어난다고 생각할 수 있다. 같은 무게를 달았을 때 용수철의 변위가 더 크므로 용수철 옆면에 적힌 힘의 크기는 증가하였으나 실제로 추와 추걸이의 무게는 일정함으로 측정값이 더 크게 나온 듯하다.
실험3)에서는 힘의 분해 즉, 힘을 X,Y성분으로 나누어 계산으로 구한 X,Y성분과 일치하는지를 비교해보았다. 비교해본 결과 값이 거의 일치함을 확인할 수 있었는데 물리학적으로 학습한 힘의 두 가지 성분을 눈으로 확인할 수 있어 흥미로운 실험이었다. 실험2)에서는 오차가 큰 편이었는데 실험3)은 그다지 오차가 생기지 않았다. 그런 이유로 실험2)에서는 혹시나 세 힘의 평형을 잘 맞추지 못한 것은 아닐까라고 생각이 들었다. 앞으로 물리학 실험이 많이 남아있는데 이론과 실습을 병행하니 더욱 확고한 물리학적 지식이 쌓이는 듯하여 과학을 배우는 학생으로써 뜻깊고 유익한 시간이었던 것 같다.
5. 참고자료
- http://blog.naver.com/scienceblog- 일반물리학실험, 부산대학교 물리학교재편찬위원회, p50~53

키워드

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