[물리학실험] 결과보고서_등가속도 운동, 마찰력 A+

소개글

[물리학실험] 결과보고서_등가속도 운동, 마찰력 A+에 대한 보고서 자료입니다.

목차

[1] 측정
실험1
실험2
실험3
[2] 데이터 분석
실험1
실험2
실험3
[3] 결과 및 토의
[4] 실험 과정 및 결과에 대한 토의/ 고찰
[5] 참고문헌

본문내용

는데, 이는 실험2에서 초기가속도를 너무 낮게 주어 힘과 마찰력의 영향이 1 : 1이 아니라 마찰력에 좀 더 가중되게 분포되어져 이런 결과가 나온 것 같다.
질문 7) (), ()로부터 계산한 평균가속도 는 선형회귀법으로 구한 기울기 와 같다고 할 수 있는가? 어떤 값이 더 정밀한가?
동일하다고 할 수 있다. 왜냐하면 평균가속도는 처음 속도와 나중 속도를 연결한 그래프이고 선형회귀법도 동일한 범위를 가질 시 이와 비슷하게 작용한다. 하지만 우리가 보듯이 평균가속도는 0.22를 가지고 선형회귀법으로 구한 가속도는 0.207으로 나온다. 이렇게 오차가 생기는 이유는 평균가속도는 처음과 끝 결과 값만 중요한 의미를 가지지만, 선형회귀법은 그 외의 실험값에 대해서도 고려하여 추세선을 그려주기 때문이다. 따라서 선형회귀법으로 구한 평균가속도가 더 정확하다고 할 수 있다. 또한 이 평균가속도와 선형회귀법으로 구한 가속도를 통해 오차의 원인을 분석할 수 있다.
질문 8)와 을 비교할 때 얼마나 성공적인가? 를 일정한 상수로 인정하는 근사법에 대해 어떤 평가를 하겠는가?
의 값은 0.15()이고, 는 0.2070.0046()이며 이 둘의 상대오차가 0.28정도 나온다. 의 최소값인 0.2654()와의 차이도 0.1154()로 나오는 것을 보면 와 의 값이 오차가 크게 난다고 할 수 있다. 이는 선형회귀법으로 를 측정 시 잘못된 수레 진행으로 불규칙적인 가속도 값을 많이 가졌거나 마찰계수를 구할 때 의 가속도가 너무 크게 측정되었을 수 있다.
질문 9)실험3에서 마찰력 효과를 중력의 효과와 비교하여 해석하여라.
실험2의 마찰의 효과와 중력의 효과 비는 0.384, 실험3은 0.12가 나온다. 두 결과를 보면 모두 중력의 효과가 더 크지만 특히, 사람의 힘이 들어가지 않은 실험3의 경우 마찰의 효과가 실험2의 것보다 적은 것으로 표시되었다. 이는 사람이 물체에 힘을 가할 때, 그 힘에 의한 마찰력으로 실험3 대비 마찰력의 효과가 더 커지는 것이라 생각된다. 또한 이렇게 계산 결과값으로 비교하지 않아도 물체가 아래로 움직인 실험3은 중력의 효과가 마찰력의 효과보다 많은 영향을 미친다는 것을 할 수 있다.
2. 실험과정 및 결과에 대한 토의 / 고찰
이번 실험을 진행하면서 두 가지 오차의 원인에 대해 생각해 보게 되었다. 첫 번째는 마찰력이다. 이 실험의 목적은 등가속도 운동과 마찰력을 이용하여 뉴턴의 운동법칙이 성립함을 보이는 것이다. 즉, 이 실험의 주 목적은 등가속도 운동의 확인이다. 그리고 이는 자연스래 이 운동에 마찰력이 미치는 영향이 적을수록 좋은 결과 값을 도출해 낼 수 있다. 우리는 과연 이 Rail을 이용해서만 등가속도 운동 실험을 해야 할까?　이에 대해서 관련 실험도구를 찾아보니 ‘Air track’이라는 실험도구를 찾을 수 있었다. ‘Air track’은 이번에 우리가 사용한 Rail과 다르게 Rail 구멍에서 공기를 이용하여 수레를 이동시키는 실험기구이다. 그래서 수레에는 바퀴가 없고, 이는 Rail에서 생기는 마찰력을 줄여준다. 만약 마찰력을 제외한 실험이었다면, 등가속도 운동만 고려되었으면 이 실험기구를 사용해 실험하는 것이 더 적은 오차를 얻을 수 있을 것이라 생각된다. 그리고 이것을 이용할 경우 자석이 아닌, 탄성으로 수레를 튕겨내는 데 이때 작용되는 탄성력에 의해 소리로 빠져나가는 에너지 손실을 고려해야 할 것이다.
<참고문헌>
-‘제 12판 물리학실험’, 아주대학교 출판부, 35-42p
-그림출처 : http://physicsquest.homestead.com/quest6.html
-‘할리데이 일반물리학’, wiley, 310~343p(2061

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