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뉴턴의 제2법칙 검증 실험 보고서2025.11.181. 뉴턴의 제2법칙 (F=ma) 글라이더 계에 작용하는 알짜힘을 증가시킴에 따라 가속도가 비례적으로 증가함을 확인하여 뉴턴의 제2법칙을 증명했다. 이는 물체에 작용하는 알짜힘과 가속도의 비례 관계를 실험적으로 입증한 것으로, 고전역학의 기본 원리를 검증하는 중요한 결과이다. 2. 계의 질량 개념 글라이더, 추, 추걸이가 질량을 무시할 수 있는 실로 연결되어 하나의 통합된 계를 이룬다. F=ma 식에서 m은 글라이더 질량만이 아니라 전체 계의 질량(글라이더+추+추걸이)을 의미하며, 이를 통해 계 전체의 동역학적 거동을 올바르게 분석...2025.11.18
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[일반물리실험1] 뉴턴 제2법칙(과학기술원 2023년 1학기 A+)2025.01.121. 뉴턴 제2법칙 실험을 통해 물체에 가해진 알짜힘과 가속도 사이의 관계, 물체의 질량과 가속도 사이의 관계를 확인하고 뉴턴의 제2법칙, 가속도 법칙을 이해하였다. 추의 질량이 변화할 때와 카트의 질량이 변화할 때의 장력과 가속도를 측정하여 이론값과 비교하였다. 실험 결과 추의 개수가 증가할수록 장력과 가속도가 선형적으로 증가하고, 카트의 질량이 증가할수록 가속도가 감소하는 것을 확인하였다. 이를 통해 뉴턴의 제2법칙을 설명할 수 있었다. 1. 뉴턴 제2법칙 뉴턴 제2법칙은 물체에 작용하는 힘과 그 물체의 가속도 사이의 관계를 설...2025.01.12
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컴퓨터로 하는 물리학 실험 4.애트우드의 기계2025.05.141. 애트우드의 기계 애트우드의 기계는 여러 개의 추들이 도르래에 실로 연결된 장치이다. 애트우드의 기계의 양쪽에 매달린 추 질량의 차이는 양쪽 추에 작용하는 알짜 힘을 결정한다. 이 알짜 힘은 매달린 추 양쪽을 가속시킨다. 이때 양 추 사이의 힘은 T-M₁g=F=M₁a, T-M₂g=F=M₂(-a), -M₁g+M₂g=M₁a+M₂a이고 가속도는 a=g((M₂-M₁)/(M₂+M₁))이다. 2. 물체에 작용하는 힘, 질량, 가속도의 관계 이번 실험에서는 애트우드의 기계를 알아보며 이 기계를 통하여 물체에 적용되는 힘, 물체의 질량과 가속...2025.05.14
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MBL을 이용한 농구공 물리 실험2025.05.141. 등가속도 운동과 중력 가속도 실험에서는 자유 낙하하는 농구공의 속도를 측정하고, 속도의 기울기를 이용해 중력가속도를 구할 수 있다. 자유 낙하 운동은 공기 저항을 무시하고 오직 중력만이 영향을 미치는 운동으로, 이때의 가속도를 중력가속도라고 한다. 중력가속도는 약 9.807m/s^2의 값을 갖는다. 2. 알짜힘이 한 일과 운동에너지의 변화량 알짜힘이 한 일은 운동에너지의 변화량과 같다. 자유 낙하하는 물체에게 있어서, 중력이 한 일은 운동량의 변화량과 같다. 즉, mgh= (1/2)mv_f^2 - (1/2)mv_i^2이다. 이...2025.05.14
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정리문] <역학> 5. 단진동2025.01.131. 진동의 정의와 일차원 진동 진동은 특정하게 정해진 유한한 영역 내에서만 행해지는 운동을 말하며, 진동자는 진동을 하는 입자를 의미한다. 진동자의 운동영역 근방에는 반드시 진동자의 안정 평형점이 존재해야 한다. 진동자에 작용하는 알짜힘은 입자의 위치와 속도, 시간의 함수이며, 이를 Taylor 급수로 전개하면 진동자의 강성텐서와 감쇠텐서, 구동력으로 나타낼 수 있다. 2. 조화진동 조화진동은 진동자에 작용하는 알짜힘이 선형 관계를 만족하는 경우를 말한다. 이때 진동자의 운동방정식은 2계 선형 미분방정식으로 표현되며, 일반해는 c...2025.01.13
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뉴턴 법칙 기반 일반물리학실험 - 자유낙하2025.11.161. 뉴턴의 제1법칙 (관성의 법칙) 뉴턴의 제1법칙은 관성의 법칙으로, 물체에 작용하는 알짜힘이 없을 때 정지 상태의 물체는 계속 정지하고, 운동 중인 물체는 등속도 운동을 한다. 공기 저항과 마찰력이 없는 조건에서 알짜힘이 0이면 물체는 같은 방향으로 등속도 운동한다. 버스의 급출발과 급정거 상황에서 관성의 법칙을 관찰할 수 있다. 2. 가속도 측정 및 힘의 관계 실험에서는 일정한 힘을 받는 물체의 가속도를 측정한다. 힘의 크기를 점진적으로 증가시키면서 측정한 값을 통해 카트의 질량과 마찰력을 추론할 수 있다. 스마트 카트의 F...2025.11.16
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토크의 평형 실험레포트2025.01.121. 역학적 평형 물체가 역학적 평형을 유지할 때 물체가 받는 토크의 합이 0이 되어야 함을 이해한다. 어떤 강체가 평형 상태에 있으려면, 물체에 작용하는 알짜 외력이 0이어야 하고 어떤 축에 관해서든 물체에 작용하는 알짜 외부 토크가 0이어야 한다. 정적 평형에서는 물체가 관측자에 대하여 정지해 있어야 하며, 병진 속력과 각속력을 갖지 않는다. 2. 토크의 평형 실험 본 실험에서는 회전 평형에 관한 조건이 성립하는지 확인하는 실험을 수행한다. 실험장치는 실험판, 각도판, 평형막대, 토크 휠 지시기, 용수철 저울, 토크 휠, 도르래...2025.01.12
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운동량 보존법칙2025.01.041. 운동량 운동량은 물리학, 특히 뉴턴 역학에서 질량과 속도의 곱으로 나타내어지는 물리량입니다. 운동량은 선운동량이라고도 하며, 회전과 관련된 운동량인 각운동량과 구분됩니다. 운동량은 뉴턴의 제2법칙을 통해 정의되며, 입자에 가해지는 알짜 외력은 입자의 선운동량을 변화시킵니다. 2. 운동량 보존법칙 운동량 보존법칙은 뉴턴의 제3법칙인 작용 반작용의 법칙과 관련이 있습니다. 두 물체가 충돌할 때 한 물체가 다른 물체의 운동량에 변화를 가하면, 다른 물체는 첫 번째 물체에 대해 크기는 같고 방향은 반대인 운동량의 변화를 일으킵니다. ...2025.01.04
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미적분, 화학 연계 세특 발표 자료 - 거리 퍼텐셜 에너지 그래프의 기울기2025.01.211. 화학 결합과 거리에 따른 에너지 변화 화학 결합의 형성은 두 입자가 일정 거리를 유지하고 있다는 뜻이며, 에너지적으로 안정하다는 의미를 가진다. 입자 간 거리(x)에 따른 퍼텐셜 에너지(y) 변화 그래프에서 두 입자가 무한히 멀리 떨어져 있는 경우 상호작용이 없으며, 두 원자가 각각 따로 존재할 때보다 불안정하면 퍼텐셜 에너지가 (+) 값을, 안정하면 (-) 값을 갖는다. 원자들은 정전기적 상호작용을 하며, 인력 상호작용은 퍼텐셜 에너지를 낮춰 안정화시키고, 반발력 상호작용은 퍼텐셜 에너지를 높여 불안정하게 만든다. 2. 인력...2025.01.21
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컴퓨터로 하는 물리학 실험: 진자의 구심력2025.11.131. 구심력 구심력(Fc)은 질량 m인 물체가 원 궤도를 따라 움직이게 하는 힘으로, Fc = mv²/r 식으로 표현된다. 진자 추는 호를 그리며 움직이며 호의 중심방향으로 구심력이 작용한다. 진자의 경우 줄에 의해 유발된 추의 장력이 구심력이 되며, 추가 진동의 가장 낮은 점을 빠져나갈 때 힘 센서로 측정되는 힘이 구심력이 된다. 질량이 클수록, 속력이 빠를수록 구심력이 커지며, 회전 반지름이 작을수록 구심력이 높게 측정된다. 2. 진자의 운동 진자 추가 평형 위치에서 정지해 있는 경우 알짜 힘은 0이 되고, 줄의 장력만 작용한다...2025.11.13
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