물리학 실험 - 쿨롱의 법칙

소개글

물리학 실험 - 쿨롱의 법칙에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

1*10-3
8.379*10-3
1.89*10-2
3.43*10-2
5.24*10-2
8.16*10-2
오차
42.1%
50.7%
51.2%
54.5%
56.7%
63.2%
③ 극판 사이의 거리가 2cm일 때
전압
2KV
4KV
6KV
8KV
10KV
12KV
이론값
7.8157*10-4
3.1267*10-3
7.034*10-3
1.25*10-2
1.95*10-2
2.81*10-2
실험값
7.35*10-4
3.185*10-3
8.82*10-3
1.64*10-2
2.4*10-2
8.16*10-2
오차
5.9585%
1.864%
24.39%
31.2%
23.1%
16.37%
1. 거리에 따른 F의 변화를 관찰하고 각 실험 데이터를 그래프로 그리시오. (가로 축의 데이터 비교)
2. 전압에 따른 F의 변화를 관찰하고 각 실험 데이터를 그래프로 그리시오. (세로 축의 데이터 비교)
6. 분석 및 토의
이번 쿨롱의 법칙 실험은 거리에 따라, 전압에 따라 극판사이에 나타나는 힘을 비교해 쿨롱의 법칙을 확인해 보는 실험이었다.
우선 거리와 힘의 관계를 보면, 각각 전압에서 극판 사이의 거리가 멀어질수록 두 극판 사이에 작용하는 힘의 크기는 줄어들고 있다. 쿨롱의 법칙을 살펴보면 힘은 거리의 제곱에 반비례한다. 그러나 우리가 실험한 그래프를 보면 반비례 곡선 모양이 아닌 걸로 보아 오차가 많이 발생했음을 알 수 있었다.
힘과 전압의 그래프를 살펴보면, 전압이 커질수록 극판 사이의 힘의 크기는 증가하는 것을 볼 수 있는데, 전압이 높게 걸리면 두 극판 사이의 전하가 많이 모이게 되어 극판 사이의 전기력이 크게 작용했음을 알 수 있다. 쿨롱의 법칙 식을 보면 힘은 전압의 제곱에 비례하는데, 그래프를 보면 거리가 2cm인 경우를 제외하면 대체적으로 제곱의 그래프임을 확인 할 수 있다.
그러므로 전체적으로 거리의 제곱에 반비례하고 전압의 제곱에 비례하는 의 식과 일치하는 것을 간접적으로 알 수 있었다.
그런데 전체적으로 보면 이론값보다 실험값이 대체적으로 큰 편임을 볼 수 있는데 이러한 오차가 생긴 원인으로는 우선 극판 사이의 거리를 잴 때 정밀적인 기구를 사용하지 않고 자를 사용해 측정했던 것이 있다. 그리고 평형을 맞추지 못했던 것이 가장 큰 오차의 원인이라고 생각되는데, 우리 조는 눈으로 대강 평형을 맞추다보니 저울이 계속 움직여 영점부터 시작하지 못하였고, 계속 값이 변했었다. 판을 평행하게 맞추어야 극판의 모든 점에서 극판 사이의 거리가 일정하게 되는데, 극판 사이의 거리가 일정하지 못해서 극판 사이에서 서로 받는 힘이 일정하지 않게 되어 오차가 발생했던 것 같다. 또 실험 중간 중간에 펜치로 극판사이를 쳤었는데 그것은 남아있는 전하를 없애주기 위한 것이다. 그런데 여기서 남아 있던 전하를 다 없애주지 못해 실험값이 크게 나왔을 것 같다. 또한 완벽한 진공에서 힘의 크기를 측정하지 못했고, 실험에 사용했던 저울도 크게 정밀하지 못한 저울이었다는 것이 오차가 발생할 수밖에 없었던 이유인 것 같다.
7. 참고 문헌
일반 물리학 및 실험(형설출판사)

키워드

쿨롱의 법칙,   전하,   고압 전원장치