정지마찰계수의 측정리포트

소개

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목차

1. 실험목적
2. 실험원리
3. 기구 및 장치
4. 실험방법
5. 실험결과

본문내용

1. 실험목적

두 물체의 접촉면 사이에 작용하는 정지마찰계수를 측정을 한다.

2. 실험원리

물체가 어떤 다른 물체의 표면과 접촉한 상태에서 상대적으로 운동하면 그 운동을 방해하는 힘이 작용하게 된다. 이를 ‘마찰력’이라 하며 보통 로 표현이 된다. 이 마찰력의 크기는 접촉면적에서 작용하는 ‘수직항력 (또는 )’ 에 비례하며 접촉면적과는 상관이 없다.

또, 마찰력의 크기는 물체와 표면의 접촉상태에 따라 달라지는데 이 표면에 따른 비례상수를 ‘마찰계수’라 하며 로 표현한다. 물체에 힘을 가했을 때 표면과 접촉한 상태에서 움직이지 않을 때 운동을 방해하는 힘을 ‘정지마찰력(force of static friction), ’이라 한다. 그리고 물체가 운동 중에 운동을 방해받는 힘을 ‘운동마찰력(force of kinetic friction), ’이라 한다. 또한 마찰계수 역시 ‘정치마찰계수()’와 ‘운동마찰계수()’로 나뉘어 질수 있으므로 마찰력은 다음과 같이 표현할 수가 있다.

예를 들자면 그림1과 같이 수평면에 놓인 물체에 힘을 가해 움직이기 직전까지 힘을 가하게 되면 정지마찰력은 꾸준히 증가하다가 물체가 움직이는 순간 최대가 된다.

< 중 략 >

3. 기구 및 장치

경사면장치, 시료 3종(나무, 금속, 플라스틱), 추세트, 저울

4. 실험방법

⓵ 경사면장치를 수평에 가깝게 각도를 낮춘다.
⓶ 넓은 나무토막 시료의 질량을 측정 후 접촉면적을 최대로 하여 경사면장치의 오른쪽 끝에 놓는다.
⓷ 경사면장치의 손잡이를 돌려 천천히 경사면의 각도를 증가시키면서 나무토막이 미끄러지기 직전의 각도를 측정한다.
⓸ 다시 경사면 장치를 수평에 가깝게 각도를 낮춘후 좁은 나무토막 시료의 질량을 측정한 후 ⓶, ⓷을 반복한다. 만약에 질량이 넓은 나무토막 시료와 다르다면 추를 얹어서 같은 질량 으로 맞추어 준다.
⓹ 넓은 나무토막 시료와 좁은 나무토막 시료에 100g이상의 추를 얹은 후 실험을 반복한다.

참고자료

· 일반물리학실험, 김용민 외, 도서출판 주) 북스힐 (2013)