힘과 가속도 실험(일반물리실험)

목차

1. 실험 제목
2. 관련 이론
3. 실험 결과
4. 논의 및 고찰
5. 참고문헌

본문내용

실험을 진행하기 전에 수레가 레일을 잘 미끄러지는 것을 통해 레일과 스마트 카트 사이의 마찰은 0에 가깝다 가정하고 실험을 진행하였을 때 이론 값과 실험 값이 비슷할 것이라 예상하였다. 하지만 실험에서 실험값과 이론 값은 약간의 오차를 띈다. 추걸이와 추, 스마트 카드와 레일,도르래에 외력이 작용하지 않으므로 계의 에너지는 보존된다, 따라서 이론 값과 실험값의 차이는 추의 퍼텐셜 에너지가 도르래의 운동에너지와 실과 도르래의 마찰에너지 전환되면서 생기는 차이로 추론된다. 따라서 도르래와 실의 마찰이 줄어들면 차이는 줄어들어 이론 값과 실험 값이 가까워질 것이다.
실험에서 얻는 실험 값들을 그래프로 그렸을 때 거의 기울기가 일정한 그래프를 띄는 것을 확인할 수 있었다. 이를 통하여 추의 질량이 비례하여 가속도가 증가함을 시각적으로 확인할 수 있었고, 다음 식에서 값이 일정할 때 값이 증가하면 값이 증가하는 것을 통하여 이를 이해할 수 있었다.
질량막대가 1개있는 카트와 질량막대가 없는 카트의 실험 값을 비교하였을 때 질량막대가 있는 쪽의 가속도가 작게 관찰되었다. 이는 다음 식에서 m(추와 추걸이 질량)의 크기가 같을때 질량 막대 때문에 M(스마트 카트+질량막대 질량)의 크기가 늘어나 가속도의 크기가 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 추가로 실험하여 질량막대를 2개, 3개 있는 경우까지 관찰하였을 때 이런 경향은 뚜렷이 나타나고 실험값으로 그래프를 그렸을 때 반비례 그래프를 띄는 것을 확인할 수 있었다. 실험에서 추를 달아 스마트 카트를 당기는 실험이기에 추의 무게를 가속도를 구하는 과정에서 더해야 하여 스마트 카트의 질량이 2배가 될 때 가속도가 정확히 배가 되지 않았다. 하지만 스마트 카트의 질량이 커질수록 정확한 반비례 그래프가 나타나는 것을 통하여 스마트 카트의 추와 큰 차이를 가지거나 또는 기계장치를 통하여 일정한 힘으로 실을 당기는 실험을 진행하였으면 힘이 일정할 때 가속도의 경향을 정확히 표현할 수 있을 것이다.

참고 자료

Sarway,Faughn,Vuile,『일반물리학8판』,일반물리학 교재편찬위원회,㈜도서출판 북스힐,2014,p28-29,58-59,94-96