[일반물리실험] 뉴턴의 운동 제2법칙의 응용

목차

[1] 실험 전 가정
[2] 실험 과정
[3] 실험값
[3] 결과 분석
[4] 오차 논의 및 검토
[5] 결론

본문내용

실험에서도 동등하게 적용되었고, 공기 펌프를 이용하여 마찰력을 충분히(무시해도 괜찮을 정도로) 줄였기 때문에 위와 같은 결과가 나왔으리라 생각된다.
[4] 오차 논의 및 검토
결과 분석에도 적었듯이 첫 번째 실험보다는 두 번째 실험에서의 오차율이 훨씬 큰 편이다. 따라서 두 번째 실험에서의 오차를 줄이는 방법을 생각해보았다.
첫째로 줄의 늘어남, 줄의 늘어남을 방지하기 위해서는 강도가 높고 탄성력이 작은 줄을 사용하면 되겠지만 그런 실이 구하기 어려울 경우는 줄을 여러 겹으로 겹쳐 사용해도 줄의 늘어남을 다소 막을 수 있으리라 생각된다. 하지만, 줄을 여러 겹으로 겹칠 경우 줄의 질량에 영향을 미치게 되므로 줄의 겹과 줄의 무게를 조정해 가며 최적의 줄 겹 수를 찾는 것이 필요하겠다.(실험 시에는 두 겹의 줄을 사용하였다.)
두 번째로 줄의 질량, 이것도 가벼운 실을 사용하면 되지만 그렇게 되면 일반적으로 강도가 다소 떨어져서 실험 도중 자주 끊어지게 되고,(실제로 실험도중에도 줄이 서너 번 끊어졌다.) 줄의 질량이 그리 크다고 생각되지 않으므로, 다른 변수들을 먼저 고려하기로 한다.
세 번째는 도르래의 마찰력인데, 이것이 네 번째 변수인 도르래에서의 줄 미끄러짐과 다소 상충되는 것 같아 적당한 양의 마찰력에 대한 조사가 필요할 것 같다. 도르래에 기름칠을 하는 등으로 마찰력을 줄일 수는 있겠지만, 마찰력이 너무 줄어들게 되면 줄이 오히려 더 잘 미끄러질 것이다. 반대의 경우에는 마찰력이 오차를 크게 하므로, 적당한 마찰력을 구하기 위한 실험이 필요하다.
그 외에도 글라이더에 장착된 깃대가 주행도중 움직이는 것도 오차를 늘리는 원인이라 생각된다. 경우에 따라서는 주행 전과 주행 후 30도 이상 깃대가 기울여지는 경우도 있었다.(물론 이 경우는 결과에서 제외시켰다.) 간단하게 말하자면 고정시키면 되는 일이지만 실험 시에는 마땅히 고정 시킬만한 것이 없어서 그대로 실험하였다.
[5] 결론
뉴턴의 운동 제 2법칙 F= ma가 성립한다는 것을 가정으로 두 가지의 실험을 시행하였다. 첫 번째 실험은 가정대로 가속도가 질량에는 영향을 받지 않고, 기울기에만 영향을 받아 제 2법칙의 타당성을 증명하였고, 두 번째 실험은 추의 무게가 커질수록, 글라이더의 무게가 작아질수록 가속도가 커짐을 보여 이 또한 제 2법칙의 타당성을 증명하였다. 이 두 가지 실험으로 미루어 볼 때 뉴턴의 운동 제 2법칙의 타당성이 입증되었다.

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