뉴턴의 제2법칙-예비보고서

소개글

물리학1실험입니다~

목차

1. 실험목적
2. 이론
3. 실험과정
4. 실험결과
5. 결론

본문내용

< 뉴턴의 제 2 법칙 >--예비보고서

1. 실험목적
일정한 힘의 영향에 의한 air track상에서 glider의 운동을 관찰함으로써, 가속도 개념을 이해하고 뉴턴의 제 2법칙을 실험적으로 확인하고자 한다.

2. 이론
glider의 질량을 m,추의 질량을 m`,실의 질량을 T라고 하면, 두 개의 추는 한 실로 연결되어 있으므로, 같은 가속도 a로 움직인다. 도르래와 실과의 마찰을 무시하고, 도르래가 회전하지 않은 경우, glider와 추에 대해 각각 뉴턴의 제 2법칙을 적용할 수 있다.
ma=T------------- ①
m`a=m`g-T-------- ②
를 얻는다. 식 ①과 ②로부터 장력 T를 소거하면, 가속도 a=③ 이라고 주어진다. 장력 T는 식 ③을 ①에 대입하여 얻을 수 있다.

3. 실험과정
① Air track을 그림1.1과 같이 설치한다.
이 때 track면의 수평에 주의한다.

그림 1.1 Air track의 설치

② 활차(glider)의 유효길이를 측정하여 L의 값에 기록한다.
③ 활차(glider)에 고리(Hook)를 연결하고 무게 균형을 위하여 반대편에 같은 무게의 piece
를 연결한다.
④ 10 또는 20g의 추를 이용하여 활차(glider)에 50 내지 60g의 질량을 활차가 균형을 이루도록 대칭적으로 놓는다. 더해진 추들과 함께 활차의 총질량을 기록한다.
⑤ 약 5 내지 10g의 추를 추걸이(hanger)에 놓는다. 이 때의 질량(추걸이+추)을 ma로 기록한다.
⑥ Photogate Timer를 GATE mode에 놓는다.
⑦ Track의 한쪽 끝 근처에 활차의 출발점 X0를 선택하고 항상 같은 위치에서 출발하도록
연필로 표시해 둔다.
⑧ RESET 단추를 누른다.
⑨ X0점에서 활차를 천천히 놓는다. t1은 첫 번째 photogate를 통과하는데 걸리는 시간, t2는 두 번째 photogate를 통과하는데 걸리는 시간으로 표시한다. 이 측정을 4번 반복하여 평균값을 기록한다.
⑩ photogate timer를 PULSE mode로 놓는다.
⑪ RESET 단추를 누른다
⑫ X0점 위치에서 활차를 다시 출발시킨다. 두 photogate 사이를 지나는 시간 t3를 기록한다.
⑬ ma를 변화하기 위하여 활차로부터 추걸이로 질량을 옮긴다.(총질량 m+ma는 일정)
m과 ma를 기록하고⑤에서 ⑪단계를 반복한다. ma의 질량을 4번 변화시켜 실험을 행한다.
⑭ 이제 앞에서 실험한 ma 의 값을 일정하게 두고 활차에 추를 더하거나 제거하므로 m의
질량을 변화시킨다. ⑤에서 ⑪단계를 반복한다. m의 값을 4번 변화시킨다.
⑮활차가 각각의 photogate를 지나는 속도인 v1과 v2를 결정하는데 glider의 길이와 평균
시간을 이용한다.
⑯ 두 photogate 사이를 지나는 활차의 평균가속도를 결정하는데 a = (v2 -v1)/t3를 사용한다.

참고 자료

없음