[물리학 실험] F=ma 와 마찰력

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[물리학 실험] F=ma 와 마찰력에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

로서 작용했다.
이번 실험에는 마찰력이 존재할 때와 마찰력이 없을 때, 그리고 글라이더가 움직인 에어트랙의 기울기에 따라 4가지 실험을 했다. 그리고 각 실험때는 F=ma의 힘 F가 추걸이로 인한 중력으로 사용되어서 직접 손으로 글라이더를 끄는 것보다 더 정확한 실험을 할 수 있었다. 더군다나 보다 정확한 실험을 하기 위해 에어트랙의 에어를 작동시켜 마찰이 없는 상황을 만들었다. 하지만 이 에어트랙으로 인해 오차가 발생했다고 볼 수 있다. 에어트랙은 트랙위에 Air, 즉 공기를 내보내 글라이더가 트랙에 완전히 붙어 있지 않아 마찰이 생기지 않게 한 것이다. 하지만 이 공기로 인해 글라이더에 가속이 붙을 수도 있으며, 완전히 마찰이 없게 만들었다고 볼 수도 없는 것이다. 실제로 실험도중에 결과가 계속 오차가 많이 나게 나와서 에어트랙의 세기를 조금 더 크게 했더니 오차가 적은 실험결과가 나왔다.
보통 마찰이 있는 경우는 변수가 크기 때문에 실험 오차가 많이 발생한다. 그래서 이번 실험에서 실험B같은 경우에는 다른 실험에 비해 시간 측정이 뒤죽박죽한 결과가 나왔다. 그런데 실험D의 결과는 그다지 오차가 큰 값이 나오지 않았다. 실험D 같은 경우에도 글라이더를 출발 시켰을 때 추걸이의 무게가 너무 컸기 때문에 글라이더가 처음에 약간 떠있는 상태가 되었었는데도 불구하고 말이다. 이런 오차들이 있는 경우에는 보통 오차가 크게 나온다. 하지만 시간이 크게나와 마찰계수가 크게 나왔고, 그와 반대로 글라이더가 움직일 때는 마찰력이 제대로 작용하지 않았기 때문에 오차가 큰 값이 나오지 않은 것이라 할 수 있다.
이번 실험은 F=ma의 가속도a를 구해서 비교해 보는 것이었다. 그런데 실험결과를 분석해보면, 보통 추걸이에 추를 올려 무게를 증가시키면 글라이더의 가속도는 증가 했으며, 그와 다르게 글라이더에 추를 올려 무게를 증가시켰을 때는 가속도가 감소했다. 이것은 먼저 중력인 힘F를 담당하는 추걸이의 추들이 증가할 때, 질량m을 담당하는 글라이더의 질량은 그대로인 상태이므로 의 식에서 가속도가 증가하는 결과가 나온 것이다. 그리고 추걸이의 추의 무게는 변함이 없어 F는 그대로이고, 글라이더에는 추를 올려놓아 m의 크기를 늘렸으므로 앞의 결과와는 반대로 가속도가 점점 감소한 것이다. 더군다나 여기에 기울기가 첨가된 경우에는 트랙이 평행인 상태보다 가속도가 더 적게 나오며, 그 결과는 실험A와 실험C를 통해 알 수 있다.

키워드

F=ma 와 마찰력,   에어트랙,   뉴턴의 제2법칙