에어트랙을 이용한 무마찰 실험 예비레포트

소개

에어트랙을 이용한 무마찰 실험 예비레포트

목차

1. 이 실험의 목적은 무엇인가?
2. 측정치의 계산에 이용되는 관계식들을 기본 이론에서 찾아 각각의 물리적 의미를 설명하시오.
3. Newton의 제 3법칙

본문내용

1. 이 실험의 목적은 무엇인가?
마찰이 없는 미끄럼판을 이용한 실험을 통하여 Newton의 제 1, 2, 3법칙을 확인한다.

2. 측정치의 계산에 이용되는 관계식들을 기본 이론에서 찾아 각각의 물리적 의미를 설명하시오.
① 에어트랙
공기에 의한 미끄럼판(Air track)은 압축공기를 작은 구멍으로 균일하게 분출시켜 활차 (Glider)를 뜨게하여 마찰이 없이 운동할 수 있게 만든 장치이다.
② Newton의 제 1법칙과 관성계
Newton의 제 1법칙 : 정지하고 있는 물체는 계속 정지해 있으려하고 등속도로 직선운 동하고 있는 물체는 외력이 미치지 않는 한 등속도 운동을 계속하려 한다.
좀더 간단히 줄이면 물체에 미치는 알짜힘이 0이면 그 가속도는 0이라고 말할 수 있다. 즉 Σf=0이면 a=0이다. 제 1법칙으로부터 고립된 물체는 정지해 있거나 일정한 속도로 움직인다고 결론 지을 수 있다.
책상 위에 놓여있는 책과 같은 물체를 생각하자. 분명히 책은 외부의 영향이 없는 한 정 지한 그대로 있게된다. 이제 책에 책상과 평행하게 힘을 가해보자. 만약 책에 가한 힘이 마찰력과 크기가 같고 방향이 반대방향으로 작용한다면 책은 일정한 운동을 하게 될 것 이다. 그러나 책에 가한 힘이 마찰력보다 크다면 책은 가속될 것이다. 또 책에 가했던 힘이 멈추게 된다면 마찰력이 이 운동을 방해하므로 결과적으로 책은 정지하게 될 것이 다. 이제 윤활유를 사용하여 마찰의 효과가 무시될 수 있다고 하자. 만약 책이 운동하도 록 힘을 가한 다음 힘을 멈추게 하면 책은 거의 일정한 속도로 운동하게 될 것이다.
Newton의 제 1법칙은 때때로 관성계에 있는 물체에 적용되기 때문에 관성의 법칙이라 고도 부른다. 관성계는 물체에 외력이 가해지지 않는 한 물체가 일정속도로 움직이는 계 이다. 따라서 관성계는 가속도가 0인 좌표계이다. 멀리 떨어져 있는 별에 대하여 정지해 있거나 일정속도로 운동하는 좌표계는 가장 근사적인 관성계이다. 지구는 태양의 둘레를 회전하고 있고 자신은 자전하고 있기 때문에 관성계가 아니다. 지구는 태양 둘래를 근사 적으로 원운동을 하고있는데, 이때 지구는 태양을 향해 4.4×10-3m/s정도의 구심가속도 를 갖는다. 또한 지구가 하루에 한 번 자전하므로 적도위의 한 점은 직구의 중심을 향하 고, 크기가 3.37×10-2m/s2인 구심가속도를 갖는다. 그러나 이 값은 y와 비교하면 매우 작은 값이기 때문에 보통 무시하고 있다.

참고자료

· 1. 일반 물리학 실험,김무경외,(학문사)
· 2. 대학물리,강백준,(인지사)