[물리실험]전하와 전기력 결과레포트

소개글

[물리실험]전하와 전기력 결과레포트에 대한 보고서 자료입니다.

목차

**목차**:
1. 실험의 목표와 이론적 배경
2. 실험 결과와 분석
3. 고찰과 추가적인 의문점

본문내용

것이다.
다만, 궁금한 점이 있었다. 도체구가 붙어있는 상태에서 전극을 가까이했을 때, 전극과 가까운 공은 전극에 다가오는 인력이 생기는 게 맞지만, 전극과 멀리있는 공은 그대로 있었다. 도체구가 붙어있는 상태에서 (+) 전하를 띄고 있기 때문에 도체구 두 개가 같은 방향으로 움직일 수도 있을 거라 생각했고, 다른 팀원은 오히려 가까운 도체구의 먼 곳은 (+)전하를 띄기 때문에 전극과 멀리있는 공을 더 밀어낼 것이라고 생각했다.
최종적으로, 실험을 거듭했을 때, 전극과 멀리있는 공도 끌려오는 걸 보았다. 두 도체구에 있는 대부분의 자유전자가 (+)전극으로 이동한다. 그렇기 때문에 (+)전극과 가장 멀리 떨어져 있는 도체구는 (+) 전극으로 대전이 되는데, 다른 도체구는 전자의 쏠림으로 인해 (-)극성을 띄므로 두 도체구 사이에도 인력이 발생하게 된다. 그 전 실험에서 확인 못했던 점은 뒷 공이 끌려오는 세기가 매우 적었기 때문이었다.
전극에 접촉하는 순간 두 도체구에 있던 대부분의 전자가 (+) 전극으로 이동하여 두 도체구 모두 (+) 전하를 띄게 된다. 그렇기에 두 도체구 사이에 지속적인 척력이 발생하여 서로 밀어 낸다.
(4) 두 도체구가 서로 밀어내고 있는 상태에서 그 밀어내는 힘(전기력)의 크기를 유추해보라. (hint: 실의 장력과 중력, 그리고 전기적 척력의 세 가지 힘이 평형을 이룬다.)
도체구 무게 : 0.25g, 도체구 사이의 거리 : 2.3cm
(5) 위에서 구한 힘의 크기로부터, (쿨롱 법칙을 사용해서) 도체구에 대전된 전하량을 대략적으로 추정해보라. (전하가 각 구의 중심에 있다고 가정한다.)
- 클룽 법칙에 의해 전기력 이고, 두 도체구의 전하량은 같다고 가정했을 시(q1=q2=q) 위에서 구한 전기력(I)를 대입해보면 임을 알 수 있다. 즉, 이 되고, 이로부터 임을 알 수 있다. r=0.023m, k=, I=0.0031N을 대입해보면, 전하량 q=C가 된다.
4.3 추가의문
(1) 그 외에 떠오르는 의문을 적고, 할 수 있다면 실험으로 확인해보라.
구1(전극에 가까이 있는 구)과 구2가 접촉된 상태에서 (+)전극을 구1에 가까이 대면 구1과 구2에 있는 상당량의 자유전자가 구1에 (+)전극에 가까운 부분으로 쏠리게 된다. 이때 에측가능한 상황으로는 두가지가 도출되었다. 첫 번째, 구1의 왼쪽은 매우 많은 전자가 분포해있으나, 구1의 오른쪽 부분은 (+)전하가 대부분이므로, 구2와 척력관계에 있을지 혹은 구1의 전체 전자량이 매우 많기 때문에 구1의 오른쪽 부분이 (+)여도 총 전하량은 마이너스이므로, 구2와 인력관계를 가질지 의문을 가지게 되었다. 그러나, 실험결과에서는 둘 다 끌려왔다. 이에 대한 궁금증을 실험으로 최종 확인했다. 실제 실험을 통해서 인력이 발생함을 확인했다.
두 번째 의문점은 접촉되어있는 구1, 구2에 (+) 전극을 접촉한 후 띄었을 때, 두 구 사이에 강한 척력이 발생함을 확인할 수 있었다. 그러나 오랜 시간이 지날수록 두 구의 간격이 점점 좁아지더니 결국 다시 접촉하는 상황이 되었다. 이로 인한 원인으로 실 혹은 공기 중의 전자를 공급받아 두 구가 전기적 중성이 된 것이 원인이라고 유추해볼 수 있다. 두 구가 2.3cm정도 떨어진 후 약 5분이 경과한 후에 붙은 것을 확인할 수 있었다.
4.1.(2) 실험. 스파크 발생
4.2.(1) 단일 도체구 시험
4.2.(2) 단일 도체구 GND시험
4.2.(3) 도체구 2개 시험
4.2.(3) 도체구 2개 이론설명 그림
5. 고찰
OOO : 전하의 이동으로 인해 발생하는 전기력을 실험하는 수업이었으며 실험 중간에 공의 인력,척력 여부를 예측하는데 어려움이 있었으나 실제 실험을 통해 결과를 측정하였고 이로인해 원리를 한단계 더 이해하는 계기가 되었다. 또한 부도체로 알려진 공기,실등으로도 전하가 미소량 이동함을 알게되었다.
OOO : 각도기를 재려고 했으나 실이 계속 움직여 각도 재는 데에 어려움이 있었다. 실험에 정확도를 높이기 위해 도체구가 움직이지 않도록 전기적 중성을 만들었고, 이후에 각도기를 고정하여 실험에 필요한 각도 값을 정확하게 잴 수 있었다.
OOO : 전기력을 계산하기 위해서는 결국 중력과 척력, 인력을 모두 계산해서 활용해야 했다. 시험 중간에 두 고체구가 시간이 지남에 따라 구가 붙는 현상을 보고 의문을 가졌으며, 이를 추가 실험하여 의문을 풀었다. 약 5분정도의 시간이 지나니 전자를 실과 공기 중으로 공급받았다는 것을 확인했다. 흥미로웠다.

키워드

물리,   공학,   기술,   실험