(물리 결과) 등가속도 운동

목차

실험5 등가속도 운동, 마찰력

[1]
[2] 데이터 분석
[3] 결과 및 토의

본문내용

찰계수:
사람에 의한 가속도와 자석에 의한 가속도의 중력에 대한 비
실험 2
=0.5448916() =0.43762()
마찰계수의 계산 의 계산과정:
()/2
0.0536358
==0.00547304
마찰계수
0.00547304
실험 3
식 (4d)를 사용한 가속도의 이론값
-5.78997
상대오차 계산
-36.6135
마찰력의 효과와 중력의 효과 비교
마찰 효과 :
5.996271
29.06594
중력의 효과 :
0.206299
마찰 효과 : 측정값(실험3)
0.043721
0.21193
실험 1그래프
실험2 그래프
실험3 그래프
[3] 결과 및 토의
1. 질문에 대한 토의
질문 1. 가속도 그래프에서 관찰할 수 있는 등가속도 운동의 가속도는 의미 있는 결과인가? 그 이유는 무엇인가? 의미가 있는 결과이다. 이유는 실험에서 마찰력과 공기의 저항 등 다양한 변수로 인하여 가속도 측정시 등가속도가 아닌 조금의 변화량를 지닌 가속도가 측정되었지만 그래도 가속도가 일정하게 증게되는 등가속도 운동이라는 것을 확인 할 수 있었기에
의미있는 결과이다.
질문 2. 손으로 밀어줄 때와 끝막이에서 반발할 때의 최대 가속도는 중력가속도와 비교하면 몇 %나 되는가?
오른쪽 ( 밀었을 때 )의 최대가속도는 3.3, 왼 쪽 ( 자석에 의한 ) 최대가속도는 -8.7
오른쪽과 중력가속도를 비교하면, (3.3/9.8)*100(%)= 33.673%
왼 쪽과 중력가속도를 비교하면 , (-8.7/9.8)*100(%)= 88.775&
질문 3. 마찰력의 중력에 대한 비는 몇 %나 되는가? 이로부터 바퀴 달린 수레의 구름마찰이 미끄럼마찰에 비해 현저하게 작아짐을 어떻게 비교할 수 있을까? 교과서의 마찰계수표를 참조한다. (참고: )
질문4. 실험 2에서 경사각 는 몇 인가? 이 각도에서 (단, 는 radian 단위)의 근사식이 가능한가? 는 1로부터 몇 %나 다른가
=0.04833 = 0.0483381 근사식이 가능하다.
=0.998 이므로 99.8%일치하며 0.02%나 다르다.
질문 5. 속도 대 시간의 그래프에서 볼 수 있는 데이터 점들은 직선에 가깝다고 할 수 있는가?
등가속도 운동을 하였기 때문에 기울기가 일정하다. 기울기는 가속도를 의미하며 공기의 저항과 마찰로 인한 가속도의 변화는 작기 때문에 기울기가 거의 일정함으로 직선에 가깝다고 할 수 있다.
질문 6. 실험 1과 2에서 구한 마찰계수 과 를 비교하면 어떤 평가가 가능한가?
=0.612 =0.00547304 로 상당히 많은 차이가 난다. 우선 는 경사면에서 측정한 값이기 때문에 수직항력이 로 의 수직항력보다 작기 때문에 약간의 차이가 발생했을 것이다. 그리고 실험2에서는 중력가속도가 작용하기 때문에 많은 차이가 난 것으로 예상된다.
질문 7. (, ), (, )와 (, ), ()로부터 계산한 평균가속도는 는 선형회귀법으로 구한 기울기 와 같다고 할 수 있는가? 어떤 값이 더 정밀한가? (t1,v1),(t2,v2)와 (t3,v3),(t4,v4)로부터 계산한 평균가속도는 선형회귀법으로 구한 기울의 값과는 차이가 있을 것이다. 미세한 차이겠지만 앞의 방법은 상대적으로 넓은 구간인 4개의 점들로부터 가속도를 구하였고 선형회귀법은 그 사이의 범위에 있는 정보들을 모두 사용하여 구하였기 때문에다. 더 정밀한 값은 선형회귀법일 것이다.
질문 8. 와 을 비교할 때 얼마나 성공적인가? f=의 식에서 를 일정한 상수로 인정하는 근사법에 대해 어떤 평가를 하겠는가?
이론상의 가속도와 선형회귀법의 가속도를 비교해보면
a(이론) :　-5.78997 , a(선형) : (0.162 0.0015)
상당히 많은 차이가 나는 것을 볼 수 있다. 이론과는 다르게 현실상황에서는 마찰력 뿐만이 아니라 공기저항, 중력가속도, 기계의 오차 등 여러 가지의 변수들이 존재하기 때문에 인 것 같다. 결과적으로 마찰력을 구하는 상황에서 다른 변수들을 고려하지 않고 근사값을 사용하는 것은 실제 값과 다른 결과를 얻게 된다.
질문 9. 실험 3에서는 마찰력 효과를 중력의 효과와 비교하여 해석하여라.
고찰 : 이번 실험은 등가속도 운동과 마찰력을 측정해보는 실험이었다. 가장 먼저 실험을 진행 할 때 많은 시행착오를 겼었다. 수레를 놓는 위치와 타이밍, 수레가 자석과 붙이 칠 때 충돌로 인한 실험 기구의 흔들림, 계기 오차, 우연 오차, 등등 오차를 발생시키는 요인들이 너무나 많았다. 그 때문에 수 차례 실험을 반복하여 정확한 측정을 할 수 있었다.
물리 결과 보고서

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결과,   등가속도 운동,   등가속도,   데이터 분석,   마찰력