[중앙대_일반물리실험]실험5(글라이더의 가속도 측정)결과보고서

소개글

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목차

1. 실험 목적
2. 실험 개요
3. 실험값
4. 결과 분석
5. 오차 논의
6. 결론

본문내용

1. 실험 목적
뉴턴의 운동 제 2법칙(F=ma)을 이해한다.

2. 실험 개요
질량이 m인 글라이더와 질량이 M인 추의 두 물체를 실로 연결하여 이 중 질량 m의 글라이더는 수평하게 놓은 무마찰 에어트랙(air track) 위에 올려놓고, 질량 M의 추는 에어트랙의 끝에 부착된 도르래에 걸쳐 공간에 매달리게 하여 놓는다. 그러면, 이 두 물체와 실로 이루어진 계에는 중력, 장력, 수직항력의 힘이 작용하는데, 이 힘들 중에서 질량 M의 추에 작용하는 중력만이 알짜 힘으로 작용하여 두 물체는 등가속도 운동을 하게 된다. 이때, 두 물체의 가속도를 포토게이트 타이머 시스템으로 측정하여 실험값으로 삼고, 한편으로는 뉴턴의 운동 제 2법칙(F=ma)을 적용하여 이론적으로 구한 두 물체의 가속도를 이론값으로 삼아 두 값을 비교하여 그 일치를 확인한다. 이어, 추의 질량 M을 증가시켜 계에 작용하는 알짜 힘을 증가시켜서 실험하고, 글라이더의 질량 m을 증가시켜 계의 관성을 증가시켜서도 실험하여 두 물체의 가속도가 계에 작용하는 알짜 힘에 비례하고 계의 관성에 반비례함을 확인한다. 이러한 실험 결과로부터 글라이더의 운동이 뉴턴의 운동 제 2법칙을 따름을 확인한다.

<중 략>

1) 추(추걸이 포함)의 질량 M을 변화시켜가며 실험
이 실험을 모형화하면 실로 연결되어 도르래에 걸쳐져 있는 두 물체의 등가속도 운동이라고 할 수 있다. 이때 작용하는 힘을 분석해보면 글라이더와 연결된 실의 장력 T ⃗_m, 추(추걸이 포함)와 연결된 실의 장력 T ⃗_M, 두 물체에 작용하는 중력 mg ⃗와 Mg ⃗, 그리고 에어트랙과 글라이더 사이의 수직항력 N ⃗이 있다.(단, 실의 질량은 무시할 수 있을 정도로 작다고 가정한다.) 이때 두 장력은 두 물체와 실로 이루어진 계에서 내력으로 작용하므로 알짜 힘에 기여하지 않는다. 즉, T ⃗_m과 T ⃗_M은 〖|T ⃗〗_m |=〖|T ⃗〗_M |이고 방향이 반대인 작용 반작용 관계이다.

참고 자료

없음