[물리학 및 실험] 쓸림힘

목차

1. 실험 목적
2. 이론
3. 실험 데이터 및 결과
4. 토의
5. 참고자료

본문내용

이번 실험은 여러 가지 경우의 실험을 통해 마찰계수를 측정해보고 정지마찰력과 운동마찰력에 대해서 알아보는 실험이었다.
마찰력은 물체가 운동할 때 주위의 물체와 접촉하여 운동을 방해받기 때문에 물체에 작용하는 힘이다. 마찰력은 운동을 방해하는 힘이므로 그 작용방향은 항상 물체가 움직이는 방향 즉, 속도 방향의 반대 방향이다.
물체의 한 면이 다른 물체의 면과 접촉하여 작용하는 마찰력은 정지마찰력과 운동마찰력 두가지로 구분할 수 있다. 우선 정지마찰력은 정지하고 있는 물체에 힘을 가할 때 생기는 마찰력으로 가해준 힘과 같은 크기로 작용한다. 그러나 정지마찰력이 무한정 커질 수는 없다. 밀어주는 힘이 충분히 커지면 물체는 마침내 움직이기 시작한다. 즉, 밀어준 힘과 함께 커지던 마찰력이 더 이상 커지지 못하면 밀어주는 힘의 크기가 마찰력의 크기보다 더 커져서 물체가 움직이게 된다. 물체가 움직이기 시작한 뒤에 작용하는 마찰력을 운동마찰력이라고 하며 물체가 움직이기 직전의 가장 큰 크기의 정지마찰력을 최대정지마찰력이라고 한다.
운동마찰력과 최대정지마찰력의 크기는 물체의 접촉한 면 사이의 성질과 수직항력에 의해
결정되며 접촉 면적의 크기에는 무관하다.
정지마찰력 Fs≤μsN
운동마찰력 Fk=μk<μsN
운동마찰계수는 정지마찰계수보다 조금 작다. 그래서 물체를 밀어주는 힘을 점점 더 크게할 때 물체에 작용하는 마찰력의 크기를 보면 최대 정지마찰력에 이를 때까지는 정지마찰력이 증가하다가 밀어준 힘이 최대정지마찰력보다 더 커지면 물체가 움직이기 시작하고 물체가 움직인 다음에 물체에 작용하는 운동마찰력의 크기는 최대정지마찰력보다 오히려 조금 작아진다. 이때 운동마찰력의 크기는 일정하다. 일상생활에서 무거운 물체를 밀 때 물체가 일단 움직이기 시작하면 밀기가 좀 더 수월해지는 것을 경험할 수 있다.

참고 자료

1) Serway, Principles of Physics, 1998.
2) 차동우, 인하대학교 물리학과 교수 홈페이지, http://nucl-a.inha.ac.kr/physics