힘과 가속도

목차

<실험 1> Newton 제 2법칙
1. 실험 원리

<포토게이트 계시기의 특징>
1. 시간 분해능
2. 측정시간 기억
3. 측정값
4. 실험 결과
5. 질문 및 토의
6. 결론 및 검토

<실험 2> Fan의 각도 변화에 따른 가속도의 측정
1. 실험원리
2. 측정값
3. 실험 결과
4. 결론 및 검토

본문내용

0.1058
t(s)
0.0281
0.0297
0.0308
0.0311
0.0318
0.0323
0.0338
0.0356
0.0388
0.0395
5
t0(s)
0.0485
0.0501
0.0520
0.0523
0.0514
0.0556
0.0555
0.0588
0.0618
0.0677
t0 + t(s)
0.0770
0.0802
0.0829
0.0839
0.0829
0.0885
0.0894
0.0949
0.0991
0.1077
t(s)
0.0285
0.0301
0.0309
0.0316
0.0315
0.0329
0.0339
0.0361
0.0373
0.0400
3. 실험 결과
각도
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
1
v0(m/s)
0.856
0.803
0.741
0.697
0.665
0.733
0.676
0.649
0.616
0.584
v(m/s)
1.381
1.317
1.221
1.171
1.104
1.171
1.125
1.076
1.014
0.954
ax(m/s2)
0.586
0.545
0.471
0.443
0.388
0.417
0.404
0.368
0.324
0.284
2
v0(m/s)
0.837
0.769
0.727
0.701
0.747
0.663
0.668
0.611
0.581
0.568
v(m/s)
1.370
1.280
1.209
1.178
1.221
1.201
1.101
1.045
0.992
0.949
ax(m/s2)
0.589
0.524
0.467
0.449
0.466
0.502
0.383
0.360
0.323
0.289
3
v0(m/s)
0.815
0.749
0.718
0.698
0.727
0.686
0.664
0.610
0.566
0.540
v(m/s)
1.317
1.280
1.205
1.160
1.171
1.138
1.101
1.031
0.949
0.916
ax(m/s2)
0.535
0.539
0.468
0.429
0.421
0.412
0.386
0.345
0.290
0.274
4
v0(m/s)
0.763
0.741
0.724
0.720
0.686
0.670
0.655
0.623
0.571
0.558
v(m/s)
1.298
1.246
1.201
1.190
1.164
1.146
1.094
1.039
0.954
0.937
ax(m/s2)
0.552
0.501
0.459
0.449
0.441
0.431
0.385
0.346
0.292
0.283
5
v0(m/s)
0.813
0.739
0.712
0.707
0.720
0.665
0.667
0.659
0.599
0.547
v(m/s)
1.317
1.229
1.192
1.171
1.175
1.125
1.091
1.025
0.992
0.925
ax(m/s2)
0.536
0.483
0.464
0.435
0.431
0.411
0.373
0.327
0.313
0.278
ax평균(m/s2)
0.560
0.518
0.466
0.441
0.430
0.435
0.386
0.349
0.308
0.282
Fx(N)
0.280
0.259
0.233
0.220
0.215
0.217
0.193
0.175
0.154
0.141
4. 결론 및 검토
1) '각도 - Fx' 그래프를 보면 각도가 증가함에 따라 운동방향으로의 힘 Fx가 감소하고 있다는 사실을 쉽게 확인 할 수 있다. 각도가 증가하면 cos 값이 작아지게 되고,
이므로, Fx이 감소한다.
2) 'cos - Fx' 그래프에서 기울기는 F 값을 나타낸다. 그런데 첫 번째 실험과 두 번째 실험 사이에서 건전지를 교체했기 때문에 이 값이 참값인지 첫 번째 실험의 F 값과 비교하는 것은 불가능하다. 다만, 새 건전지로 교체하여 F 값이 첫 번째 실험의 값보다 크다는 것만 확인할 수 있다.
3) 'cos - 가속도' 그래프는 이 실험에서 차의 질량은 일정하였기 때문에 'cos - Fx' 그래프와 똑같은 모양을 보이고 있다.
4) 이 실험은 운동방향의 힘 Fx가 cos 에 비례한다는 것을 증명하는데 있다. 그러나, 실험 결과에서 cos 와 Fx의 관계는 정확하게 비례하는 모습은 아니다. 그래프에서 나타나지만, cos 값이 1에 가까워지면 Fx가 갑자기 증가한다. 이러한 원인으로는 차의 바퀴의 마찰력을 생각할 수 있다. 힘 F는 운동방향인 Fx(=│F│cos )와 운동방향에 대해 직각 방향인 Fy(=│F│sin )로 나누어지는데 각도가 점점 커짐에 따라 Fy가 커져 바퀴와 레일사이에 마찰이 커지게 된다. 따라서 결과적으로 각도가 0에 가까워질수록 Fx가 커지게 된다.

키워드

원리,   결과,   토의,   결론,   측정값