7.힘과 일[결과]

소개

일반물리학실험

목차

1. 실험목적
2. 실험 결과
3. 결론 및 검토
4. 참고 문헌 및 자료

본문내용

★ 와 가 일치하는가?

- 이론적으로 구하면 무게의 x성분이 경사면에서 용수철을 잡아당기는 힘과 같다. 하지만 실제 값을 비교해보면 가 보다 값이 작음을 알 수 있다. 그 이유는 용수철 상수의 값이 데이터 하나의 값으로 구한 것이므로 실제 용수철 상수의 값보다 작게 측정되었을 가능성이 크다. 그리고 구름체가 최대한 마찰력이 생기지 않도록 만들어진 것이지만 마찰력이 전혀 없을 수는 없기에 마찰력으로 인한 감소요인도 있을 것이라고 본다. 결과 값에서 보이는 것처럼 경사각이 증가할수록 오차가 감소하는 경향을 보이는데 이 이유는 경사각을 증가할 수록 구름체에 작용하는 무게의 x성분이 커지면서 경사면에 대한 수직항력이 감소한다. 즉, 무게의 x성분의 힘을 제외한 다른 힘들의 영향이 작아져 온전히 와 가 구름체의 작용하는 힘이 가깝게 되므로 오차가 줄어드는 것 같다.


- 구름체가 경사판에 가하는 힘() 측정

★ 와 가 일치하는가?

- 이론적으로는 구름체가 더 이상 움직이지 않아 평형을 이룰 때 추와 추걸이가 용수철을 당기는 힘과 구름체의 무게의 x성분은 방향은 반대이나 크기는 같아야 한다. 위의 실험 결과 값을 보면 추와 추걸이의 무게(W`)는 0.98N이고 구름체의 성분은 1.08N이다. 무게의 x성분의 값이 조금 더 크게 나왔고 백분율오차는 9.5% 정도였다. 두 힘 모두 1N 정도의 힘이 측정되었기 때문에 거의 일치한다고 볼 수 있으나 구름체의 무게의 x성분이 더 큰 이유는 구름체와 경사면 사이의 마찰력이 작지만 존재함으로 실제로 평형을 이룰 때, (구름체의 무게의 x성분 = 마찰력+추와 추걸이의 무게)가 되어 오차가 발생한 듯 보인다. 즉, 결론은 두 힘이 거의 일치한다고 본다.

구름체가 경사판에 가하는 힘() 측정

★ 와 가 일치하는가?

- 이번 결과 값은 무게의 x성분 비교 실험보다 백분율 오차가 작게 측정이 되었다. 값도 는 1.08N이며 는 1.14N으로 측정이 되어 둘 사이의 오차또한 0.06N밖에 차이가 나지 않았다. 백분율오차는 5.7%로 즉, 95%일치한다고 볼 수 있는 것이다. 무게의 y성분의 비교는 구름체와 경사면사이의 마찰력이 관여를 하지 않기 때문에 x성분의 실험결과와는 다르게 마찰력의 영향을 거의 받지 않았다고 볼 수 있다.

참고자료

· - Fundamentals of physics 7Edition
· - High Top Physics 6E
· - 일반물리학실험, 부산대학교 물리학교재편찬위원회, p81~85