[일반물리실험] 뉴턴의 운동 제2법칙의 응용 실험보고서

소개글

일반물리실험 실험보고서 입니다.

목차

[1] 실험 전 가정
[2] 실험 과정
[3] 실험값
(1) 실험 1- 마찰이 없는 경사면에서의 물체의 운동
① 기본 실험
② 글라이더의 질량()을 변화시켰을 때
③ 무마찰실험대의 경사각()을 변화시켰을 때
(2) 실험 2- 줄로 연결되어 도르래에 걸쳐져 있는 두 물체의 운동
① 기본 실험
② 글라이더의 질량()을 변화시켰을 때
③ 무마찰실험대의 경사각()을 변화시켰을 때
[3] 결과 분석
[4] 오차 논의 및 검토
[5] 결론

본문내용

[1] 실험 전 가정

3월 10일에 시행한 두 가지 실험은 뉴턴의 운동 제 2법칙(F = ma, 이하 제 2법칙)과 연관하여, 실험값과 이론값을 비교하여 제 2법칙의 타당성을 증명하는 실험이다.
첫 번째 실험에서는 경사면에서의 물체의 운동으로 제 2법칙의 타당성을 검증한다.

위와 같이 중력 mg 성분이 각각 mgsinΘ 성분과 mgcosΘ성분으로 분해된다.
mgcosΘ성분은 결국 수직항력(N)과 상쇄되므로 결국 가속도에 영향을 미치는 것은 mgsinΘ성분이 된다.
제 2법칙에 따라 F=ma이므로 mgsinΘ=ma, 결론적으로 a=gsinΘ가 된다.

이 실험에서 결론은 가속도가 gsinΘ 즉, 중력가속도와 기울기에만 영향을 받는다는 것이다. 하지만 중력가속도는 실험 중 변하지 않으므로, 기울기에만 가속도가 영향을 받아야한다. 이를 보이기 위해 3가지의 측정을 시행한다.

3가지 측정을 통해, 질량의 영향을 받지 않고, 기울기에만 영향을 받는 결과가 나온다면 제 2법칙은 타당성을 얻게 된다.

두 번째 실험은 줄로 연결한 두 물체를 책상 모서리의 도르래에 걸쳐 물체의 운동을 통하여 제 2법칙의 타당성을 확인한다.

질량이 m인 물체는 수직으로 가해지는 힘이 중력과 수직항력으로 상쇄되고 수평으로 가해지는 힘 즉, 장력만 남게 된다. 그 힘을 ma`라 표현하자.
질량이 M인 물체는 수평으로 가해지는 힘이 없고, 수직으로 가해지는 힘 T-Mg만이 남게 되며 Ma‘’라 표현하자.
두 물체는 같이 움직이므로 a` = a``이고, 다시 대입하여 풀면 a = ( M / (m+M))g 가 된다.

참고 자료

없음