[물리학 실험]에어트랙을 이용한 운동법칙 실험

소개글

일반 물리학 실험 예비레포트입니다.

목차

1.실험제목
2.실험목적
3.실험원리
4.실험방법
5.참고문헌

본문내용

- 뉴튼의 제 1법칙 (관성의 법칙)
힘을 받지 않고 운동하는 물체에 대해 생각하자. 일상적인 경험에 의하면 운동하던 물체는 결국 정지한다. 이로부터 물체가 운동하기 위하여는 힘이 계속 작용하여야 하며, 그렇지 않으면 모든 물체는 정지상태로 돌아갈 것이라는 추리가 가능하다. 이러한 “모든 물체의 자연스런 상태는 정지상태”라는 생각은 아리스토텔레스 이래로 사람들의 사고를 지배해왔다.
하지만 여기에는 물체가 있다. 땅 위에서 돌맹이를 밀면 그것은 곧바로 멈추지만, 공을 굴리면 이번에는 비교적 멀리까지 간다. 또한 공을 얼음판 위에서 굴리면, 이제는 거의 일정한 속력으로 운동한다. 갈릴레이에 의해 행해진 이러한 일련의 관찰에 기초하여, 뉴튼은 다음과 같은 결론을 내렸다.
물체에 힘이 작용하지 않으면 그 물체는 같은 속도의 운동을 유지한다. 이를 뉴튼의 제 1법칙 또는 관성의 법칙이라고 한다. 앞의 관찰에서 물체가 결국 정지하는 것은, 그 운동을 저지하는 어떠한 힘이 작용하기 때문으로 해석한다.

- 뉴튼의 제 2법칙 (운동의 법칙)
이번에는 물체가 힘을 받아 운동하는 경우를 생각하자. 정지하고 있는 물체에 힘이 작용하면 그 물체는 운동을 한다. 이는 힘이 속도의 변화, 즉 가속도를 일으킴을 의미한다. 뉴튼은 물체의 운동에 관한 깊은 사고 및 관측 결과로부터, “물체가 얻는 가속도는 그 물체에 작용하는 힘에 비례한다.”는 결론을 얻었다. 즉, Fa
같은 힘을 작용하여도, 물체들이 얻는 가속은 각기 다르다. 주어진 힘에 대해 물체마다 다른 가속을 얻는 것은 그 물체가 갖고 있는 고유의 속성에 기인하는 것으로, 이를 질량이라고 하며 기호 m으로 나타낸다. 이를 사용하여 뉴튼은 위의 비례식을 F=ma로 표현하였고 이를 운동의 제 2법칙으로 정하였다. 이 식에서 F=0이면 a=0이 되고, 이는 곧 속도가 일정함을 의미한다. 즉 “힘이 작용하지 않으면 물체는 등속도 운동을 한다”는 사실을 포함하고 있으며, 이는 다름 아닌 운동의 제 1법칙이다. 따라서 운동의 제 2법칙은 운동의 제 1법칙을 내포하고 있는 것이다.

참고 자료

(1) 일반물리학/청문각/1996/p.77~82
(2) 일반물리학/청문각/일반물리학교재편찬위원회/1999/p.39~41