[아주대학교/물리학실험] 등가속도 운동, 마찰력 보고서 A+

목차

1. 측정
2. 데이터 분석
3. 결과 및 토의
4. 참고문헌

본문내용

실험과정 및 결과에 대한 토의

실험 1: 트랙을 수평으로 맞춘 뒤에 수평면에서 수레를 손으로 밀어 끝막이에서 자력에 의한 반발로 등가속도 운동을 관찰하는 실험이었다. 속도-시간 그래프에서 과 , 와 를 연결했을 때 그 기울기가 거의 직선으로 나왔다. 실제 이를 가속도-시간 그래프로 바꾸어 보았을 때도 각각의 데이터에서 가속도가 같은 값으로 나왔다. 이를 통해 수레가 과 , 와 에서 등가속도 운동을 했음을 관찰할 수 있었다. 그리고 가속도 그래프를 보면 손으로 밀어줄 때 최대가속도보다 끝막이에서 반발할 때의 최대가속도가 더 컸다. 이는 경사면을 따라 올라가면서 마찰력의 방향이 바뀌어 가속도의 크기가 증가한 것이다.

실험 2: 트랙 아래에 나무토막 2개를 받쳐 경사각에 변화를 주고 운동 센서 쪽에서 40cm정도 위치까지 수레를 밀어 경사면을 따라 수레가 올라갔을 때와 내려갈 때의 등가속도 운동을 관찰하는 실험이었다. 실험 2에서의 마찰계수는 0.00314가 나왔는데 이는 실험 1에서 계산한 값보다 아주 미세하게 큰 값이다. 그러나 마찰계수는 어떤물체와 어떤물체가 만나느냐에 따라 값이 달라지기 때문에 동일하게 나와야한다. 이는 실험과정에서 사람이 수레를 밀게 되면서 생긴 오차라고 생각한다. 따라서 일정한 힘을 가할 수 있는 기계가 있다면 더 정확한 측정값이 나올 것이라 예상한다.

실험 3: 트랙 아래에 나무 토막을 1개만 받치고 초기 속도가 0인 상태에서 등가속도 운동을 관찰하는 실험이었다. 구간의 끝점을 이용해 구한 평균 가속도의 크기는 0.175(m/s2)이고 선형회귀법으로 구한 기울기는 (0.1810.0011)m/s2이다. 미세한 오차범위가 있었지만 거의 일치하는 값이었다. 와 을 비교할 때 이고, 는 0.181(m/s2)이다. 값의 범위인 0.181 ± 0.0011(m/s2)안에 가 포함되지 않기 때문에 아쉬운 실험결과가 나왔다. 실험을 통해 마찰력의 효과와 중력의 효과를 비교해 보았을 때 중력의 효과가 마찰력의 효과보다 컸다.

참고자료

· 아주대학교 출판부 (2018). 제 12판 물리학 실험 35p~47p