[일반물리실험2] 2. 전기장과 전기력

소개글

[일반물리실험2] 2. 전기장과 전기력에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

(F는 알루미늄 공이 받는 힘, q는 전하량, E는 전기장) 공식을 통해서 전하량 q를 구할 수 있다. 또한 두 도체판 사이의 전기장은 로 균일하다. 알루미늄 공에는 장력, 중력, 전기력이 존재하는데 세 힘이 평형을 이루기 때문에 공에 작용하는 알짜힘은 0이다.
(는 도체판과 실 사이의 각도)을 정리하면 이고, 전기장이 이다. 이므로 이것을 위의 공식에 대입하면 , 이 된다.
(6) 두 도체판을 충분히 가깝게 만든 후 알루미늄 조각을 사이에 넣어보면 조각이 스스로 왕복 운동하는 현상을 볼 수 있다. (알루미늄 조각 대신, 지난 실험에서 제작한 가벼운 도체구를 사용해도 좋다.) 이러한 운동이 생기는 원리를 설명해보라.
+의 전하를 띠는 도체판에 접촉된 알루미늄 공은 +극으로 대전되고 그에 따라 두 물체 사이에 척력이 작용하게 된다. 그로 인해 반발력으로 알루미늄 공이 뒤쪽으로 밀려나게 되는데, 두 도체판의 거리가 가깝기 때문에 반대쪽의 의 전하를 띠는 도체판과 접촉하게 된다. 같은 원리로, 공이 극으로 대전되면서 마찬가지로 척력이 발생하게 된다. 이 현상이 반복해서 발생하면서 알루미늄 공이 두 도체판 사이를 빠르게 왕복하게 되는 것이다.
Discussion
앞선 실험이었던 ‘전하와 전기력’ 실험과 비슷한 원리가 사용되었기 때문에 더욱 수월하게 실험을 진행할 수 있었다. 특히, 2-(3) 실험에서 저번 실험과 같이 공식이 사용되었기 때문에 힘의 크기와 전하량을 구하는 식을 쉽게 접근할 수 있었다. 저번 실험에서는 실의 길이나 물체가 움직인 거리 등을 정확하게 구하지 못했던 것을 반성하며, 이번 실험에서는 더욱 자세한 측정을 위해 자를 대고 영상을 촬영하여 측정값을 알아낼 수 있었다.
1-(3) 실험에서 두 도체판에 모두 +극을 연결시켰지만, 예상했던 것처럼 척력이 발생하지 않아서 당황했다. 조원들과 이 현상에 대해 고민한 끝에 도체판을 기울여 두 도체판 사이를 더욱 가깝게 접촉시켰고 그 결과 미세한 척력을 느낄 수 있었다. 한 조에 고전압 전원이 한 개씩 주어져서 하나밖에 사용하지 못했기 때문에 전압이 약했던 것 같다.
이번 실험을 통해, 두 도체판 사이의 거리가 줄어듦에 따라 단위 면적당 전하량이 증가하고 도체판 사이의 전기장도 함께 커진다는 것을 새롭게 알 수 있었다. 또한, 알루미늄 공이 대전되고, 척력이 발생하는 현상이 계속해서 반복되면서 두 도체판 사이를 왕복하는 현상도 지켜볼 수 있었다.

키워드

일반물리실험,   전기장,   전기력