물리1및실험 1학기 결과레포트

목차

1. 길이 측정
2. 자유 낙하
3. 힘의 평형
4. 마찰계수 측정
5. 포사체 운동
6. 선운동량 보존 실험
7. 관성 능률 측정
8. 역학적 에너지 보존 실험
9. 줄 위의 파동 실험
10. 조화진동 실험

본문내용

[질문 1] <표 1>의 값들과 중력가속도 g가 다르다면 그 이유는 무엇인가?
<표 1에> 기록되어진 값들을 보면 대부분의 값들은 중력가속도 g의 값(9.81)보다 작은 값으로 나타난다는 것을 알 수 있다. 그러므로 오차를 발생시키는 요인은 물체가 떨어지는 속도를 늦추었다는 것을 추론할 수 있으며 2가지로 추론되어진다.
첫 번째는 물체와 공기 사이의 마찰, 즉 공기의 저항 때문이다. 자유 낙하란 공기 저항이 무시되는 이상적인 경우에 이루어지는 것이며 이때의 가속도의 크기를 g로 나타낸다. 하지만 실험실 내부는 공기가 존재했으며, 진공 상태가 아니었기 때문에 약간의 오차가 발생된 것이다.
두 번째는 자유낙하 경로의 부정확성이다. 중력 가속도가 작용하는 방향은 지구 중심을 향해 아래로 향하는 연직 방향이다. 하지만 물체를 떨어뜨리는 실험자가 이 방향을 정확히 맞추지 못했다면 실험 결과에서 미미한 오차가 발생할 수 있다고 생각한다.

<중 략>

[질문 1] <표 2>에서 속도의 차이가 발생하는 요인을 분석해 보자.
속도의 차이가 발생하게 된 요인은 크게 세 가지로 분석되어진다.

첫 번째는 추가 움직이면서 받게 되는 공기의 저항이다. 실험을 진행하기 위해서는 추에 위치에너지를 주어야하기 때문에 들어 올렸다가 놓는 과정을 수행한다. 이때, 이론상으로는 위치에너지가 운동에너지로 변환되며 역학적 에너지가 보존되어야하지만, 추는 공기에 의해 운동방향과 반대방향으로 저항력을 받게 되며 이로 인해 정확한 속도 값이 측정될 수가 없다.

두 번째는 면도날과 실이 접촉되는 순간 즉, 실이 잘리기 직전에 발생하는 마찰력이다. 물체와 물체가 맞닿을 때는 마찰력이 생길 수밖에 없고, 이번 실험에서도 이는 분명히 발생했을 것이다. 이러한 마찰력은 역학적 에너지가 보존되는 것이 아니라 위치에너지가 열에너지나 소리에너지로 변환되어 역학적 에너지 손실을 일으키도록 한다. 때문에 이론적으로 계산한 수치와 실험을 통해 얻은 수치에 차이가 발생한 것이다.

참고 자료

최신대학물리학 Ⅰ, 대학물리학교재편찬위원회 역, 2014년 5판, 북스힐, p.59-61
네이버지식백과, 종단속도, http://terms.naver.com, 180401