부산대학교 일반물리학실험(I) 힘의평형

소개

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[그림 2]는 학번 인증을 위한 정보가 사진에 포함되어 있기에 개인정보 삭제 차 업로드하지 않았음

목차

I. 실험 목적
II. 실험 원리
III. 실험 기구 및 재료
IV. 실험 방법
V. 측정값
VI. 실험 결과
VII. 결과에 대한 논의
VIII. 결론

본문내용

실험 목적
실과 고무줄에 추를 매달았을 때 실과 고무줄에 작용하는 장력의 크기를 구하고 힘의 평형 상태를 확인한다.

실험 원리
1. 고무줄 저울과 최소제곱법을 활용하여 추의 질량-늘어난 고무줄의 길이 간의 관계식을 구하고 이를 통해 늘어난 고무줄의 길이로 장력을 구하기 위한 추의 질량을 얻는다. 이때 고무줄의 늘어난 길이와 추의 질량의 관계는 아래 훅의 법칙을 따른다.
F=k` DELTA L
추의 질량과 늘어난 고무줄 길이 간의 관계에 훅의 법칙을 적용할 때에는 F=고무줄의 장력=물체의 무게이고 DELTA L=늘어난 고무줄의 길이이다. k를 구하기 위해 여러 개의 100원 동전을 사용하여 둘의 관계를 측정하고 난 후 최소제곱법을 사용하여 불확도를 포함한 추의 질량-늘어난 고무줄의 길이 간의 관계식을 얻는다.

2. 사진(그림1)과 같이 장치를 구성했을 때..

<중 략>

실험 방법
1. 고무줄과 종이컵을 이용하여 만든 저울을 통해 100원 동전으로 실험한 추 질량-고무줄의 늘어난 길이에 관한 그래프(그림1)를 작성한다.
2. 약 100g, 80g이 되도록 동전을 한 곳에 모아서 하나의 물체(추)로 만든다.
3. 추와 실을 연결한다. 이때 추가 한 쪽으로 기울지 않고 수평을 이루도록 장치를 구성한다.
4. 끝이 연결되지 않은 길이가 다른 고무줄 2개의 윗부분을 벽면에 고정한 후 아랫부분을 각각 실과 연결한다. 고정이 잘 되도록 실과 고무줄을 2번씩 묶는다.
5. 고무줄과 연결된 실에 매달린 추가 움직이지 않을 때까지 기다린 후 각각의 늘어난 고무줄의 길이, 윗면에서부터 고무줄과 실이 연결된 부분까지의 길이를 측정한다.
6. 5번의 측정값들로부터 두 개의 고무줄에 작용하는 장력과 실에 작용하는 장력을 구한다. 이 때 고무줄에 작용하는 장력(T)은 최소제곱법을 사용하여 얻은 추의 질량- 늘어난 고무줄의 길이 관계식을 통하여 얻은 추의 질량(m’)에 중력가속도(g)를 곱한 값이다.

참고자료

· 부산대학교 일반물리학실험실 자료실, https://gplab.pusan.ac.kr/gplab/40433/subview.do
· 대학물리학, 4판 2쇄, Randall D. Knight, 청문각, 2020년