마찰계수 측정

목차

1. 실험 목표
2. 실험 원리
3. 실험 기구 및 장치
4. 실험 방법
5. 참고 문헌
6. 실험 결과

본문내용

1. 실험 목표
마찰력의 종류를 알고 마찰력의 크기를 다르게 하는 원인을 분석하고, 마찰계수를 구할 수 있다.

2. 실험 원리
한 물체가 다른 물체와 접촉하여 상대적인 운동을 하려고 할 때, 또는 상대적인 운동을 할 때, 그 접촉면의 접선방향으로 운동을 방해하는 힘을 마찰력이라고 한다.

마찰력은 물체가 정지해 있거나 움직이고 있는 경우에 따라서 정지마찰력과 운동마찰력으로 구분한다. 그림 1.11.1은 물체에 작용하는 힘과 운동 상태를 나타내었다. 마루에 있는 무거운 상자를 밀 때, 어떤 한도의 힘에 이르기까지는 상자가 움직이지 않는다. 그런데 상자가 움직이기 시작하면, 처음에 상자를 출발시킬 때 필요했던 힘보다 더 작은 힘으로 상자를 움직이게 할 수 있다. 즉 그림 1.11.1에서와 같이 점차로 작용하는 힘은 증가하여 한 정점을 이루고 운동 시에는 그 힘이 작아진다. 그러한 정점을 최대정지마찰력이라 하고 그 이후에는 운동마찰력이 작용함을 알 수 있다.

<중 략>

7. 토의
이번 실험은 물체의 마찰계수를 측정하는 실험이었다. 보통 물체가 운동할 때에는 물체의 표면이 다른 물체의 표면과 맞닿은 상태에서 운동하는 경우가 많은데, 이때 표면끼리 쓸리면서 작용하는 힘을 마찰력이라고 하고 그 크기는 표면사이에서 작용하는 수직항력에 비례한다. 이때의 비례상수를 마찰계수라고 부르며 그 값은 물체의 재질이나 거칠기 등에 따라 다르다.
마찰력의 본질은 전자기력이다. 물체의 표면 사이에 작용하는 전자기력이 작용하고 그 결과가 마찰로 일어나는 것이라고 볼 수 있다. 요컨대, 물체 표면은 요철과 같이 되어 있는데 표면끼리 맞닿게 되면 전자기력에 의해 인력이 작용하면서 서로 붙어 있으려는 냉용접 상태(저온에서 용접되는 상태)가 유지된다는 것이다. 이러한 냉용접 상태를 끊기 위해서 외부에서 힘을 가해주면 물체가 움직이게 된다. 물체가 움직이는 동안에도 마찰력이 작용하는데, 이를 운동마찰력이라고 한다. 이때에도 물체의 요철과 같이 튀어나온 부분이 다른 물체의 튀어나온 부분과 함께 파괴되면서 새로운 냉용접 상태가 생기기 때문에 운동마찰력이 작용하게 된다.

참고 자료

없음