(결과)마찰력과마찰계수

소개

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목차

1. 실험목표
2. 실험원리
3. 실험기구 및 장치
4. 실험결과
5. 고찰
6. 실험결과분석 참고자료

본문내용

. 1. 실험목표
마찰력의 종류를 알고 마찰력의 크기를 다르게 하는 원인을 분석하고, 마찰계수를 구할 수 있다.

2. 실험원리
(1) 마찰력의 근원: 마찰력은 이웃한 중성 분자나 원자에서 상쇄되지 않고 남아있는 전자기력으로 두 물체가 접촉한 표면에서 분자들 사이의 인력 때문에 운동을 방해하는 힘이다. 다만 마찰력은 자연의 기본적인 힘이 아니고 수많은 분자(원자)들이 작용하는 힘을 평균한 것이기 때문에 몇가지 이상한 성질을 갖고 있다.
(2) 정지 마찰력: 질량이 m인 물체를 다른 물체 위에 올려 놓고 끌어당기지만 그 물체가 움직이지 않는 상황을 생각하자.
뉴턴의 제2법칙에서 물체에 힘 F가 홀로 작용한다면 물체는 힘의 방향으로 가속도 a = F / m를 겪으며 운동하게 된다. 그런데 물체가 움직이지 않고 있으므로 그 물체에는 힘 F 이외에 수평 방향으로 힘 f를 받고 있는 것이다. f는 F와 정확히 크기가 같으며 방향은 반대이다. 이 힘 f를 정지 마찰력이라 한다. 즉 물체가 움직이지 않는 한, F가 1 N이면 f도 1 N이고, F가 5 N이면 f도 5 N이다(이것이 첫 번째 이상한 성질이다). 그리고 어느 힘 F가 작용할 때 비로소 물체가 움직였다면 그 때의 힘을 최대 정지 마찰력이라 한다.

(3) 운동 마찰력: 운동 상태에 있는 물체의 운동을 방해하려는 마찰력을 운동 마찰력이라 부른다. 운동 마찰력은 외력의 크기에 상관없이 일정한 값이며 최대 정지 마찰력보다 작다. 왜 운동 마찰력은 최대 정지 마찰력보다 작은 것일까?(이것이 두 번째 이상한 성질이다) 파인만의 설명에 따르면 물체를 움직일 때 위아래로 진동하는 현상없이 물체가 움직이는 것은 불가능하다. 즉, 물체가 움직일 때 위아래로 덜컹거리고 그럴 경우 물체와 물체 사이의 접점 수가 줄어들어 그만큼 마찰력도 줄어드는 것이다.

참고자료

· 일반물리학실험/건국대학교 물리학과, 광전자물리학과/북스힐
· 대학물리학/대학물리학교재편찬위원회/북스힐