[일반물리실험] 포항공대 대전된 금속판 사이에 작용하는 전기력 예비보고서

소개글

포항공과대학교 일반물리실험 중
대전된 금속판 사이에 작용하는 전기력 예비보고서입니다.

좋은 점수 받았구요, 많은 도움 될거에요^^

목차

1. 실험 목적

2. 실험 이론

3. 실험 장치 및 실험 방법

4. 주의 사항

5. 생각할 점

6. 실험의 물리적 의미와 실험 결과 예상

7. 참고 문헌 및 참고 사이트

본문내용

1. 실험 목적
이번 실험은 대전되어 있는 두 도체판을 가지고 전압과 거리를 하나씩 고정시킨 뒤 조절하여 전압과 거리가 전기력에 어떠한 영향을 미치는지 알아보는 실험이다.

2. 실험 이론
전기 현상의 요인을 전하라고 부르며 전하는 질량과 같이 입자가 갖는 한 속성이다. 또한, 전기 현상이란 전하와 전하 사이에 영향(힘)을 미치는 것을 가리킨다. 전기힘과 전하 q1, q2 사이의 정량적인 관계 F ∝ 를 쿨롱의 법칙이라고 부르며, 전기힘도 중력과 마찬가지로 전하 사이의 거리 r 의 거꿀(역) 제곱에 비례하는 것을 나타낸다. 두 전하 q1, q2 의 부호가 같을 때 이 전기힘은 서로 미는 힘이 되고, 다를 때는 당기는 힘이다. 이는 프리슬리(Joseph Priestley), 카벤디쉬(Henry Cavendish), 스탠호프 경(lord Stanhope) 등에 의해 제안되었고, 쿨롱(Charles Augustin Coulomb)에 의해서 1785년에 보여진 후 많은 논란을 거쳐 1825년경부터 전반적으로 받아들여지게 되었다. 쿨롱은 이 실험에서 그의 유명한 비틀림 저울을 사용하였다. 쿨롱이 전기힘의 거리에 대한 의존성을 실험할 수 있게 된 계기는 바로 전 해인 1784년에 그 자신이 비틀림 저울에서 되돌림힘의 크기가 비틀림각에 비례한다는 것을 알아냈기 때문이었다.

위의 그림은 1785년 쿨롱이 사용한 그의 비틀림저울 장치이다. 그는 이 장치를 사용하여 같은 부호를 갖는 전하 사이의 미는 힘을 세 가지 거리에 대해서 측정하여 전기힘이 거꿀제곱힘이라는 것을 보였다. 오른쪽의 그림은 같은 부호의 전하로 대전된 두 구가 서로 밀려서 전기힘이 비틀림힘과 평형을 이루게 되는 것을 보인다. 쿨롱은 비틀림선을 손으로 틀어서 되돌림힘을 변화시키는 방법으로 두 구 사이의 거리를 바꾸었다. 이 측정 방법은 서로 다른 부호의 전하로 대전된 구 사이에는 그대로 적용할 수가 없다. 왜 그런가? 그러나 쿨롱은 서로 잡아당기는 전기힘의 경우에 대해서도 측정하여 거꿀제곱힘을 확인하였는데, 이때는 떨기운동의 주기를 이용하였다. 어떻게 측정하여 거꿀제곱힘을 알아냈겠는가 생각해 보라.

참고 자료

⑴ Fundamentals of physics 7th edition, Halliday, Resnick, Walker, 2005, p581~p584, p659~p660
⑵ 하이탑 물리 Ⅱ, 김종권, 이강석, p464~p466
⑶ 최신물리, 최종락, 신병현, 2004, p262~p266