일반물리학실험-2.Newton's Law(뉴턴의 제2법칙 실험)
- 최초 등록일
- 2020.07.11
- 최종 저작일
- 2020.03
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소개글
"일반물리학실험-2.Newton's Law(뉴턴의 제2법칙 실험)"에 대한 내용입니다.
목차
1. Abstract
2. Introduction(실험종류, 준비물)
3. Theoretical Background
4. Method
5. Results & data analysis
6. Discussion
7. Conclusion
본문내용
1. Abstract
smart cart가 받는 힘, 그리고 가속도와의 관계를 PASCO Capstone 프로그램을 통해 분석하여 뉴턴의 제2법칙 F=ma를 실험적으로 증명해보고자 하였다. 실험 결과 가속도-힘 그래프가 선형으로 분석되었지만, 원점을 지나지 않는 선형 방정식을 따랐고, 따라서 운동마찰력을 고려한 식을 통해서 그 이유를 알 수 있었다. smart cart와 레일간의 운동마찰력이 실험 오차의 가장 큰 원인으로 생각되며, 또 다른 이유로는 도르래의 회전관성모멘트가 0이 아니라는 점, 물체가 운동할 때 받는 힘이 균일하지 않다는 점 등이 있다는 것이 논의되었다.
2. Introduction(실험종류, 준비물)
실험의 목적은 뉴턴 제2법칙을 실험적으로 확인하는 것이다. 실험에 사용되는 물체는 힘센서와 회전센서 등을 지닌 smart cart이고, smart cart에 부착된 센서들을 PASCO Capstone 프로그램을 이용하여 물체에 작용하는 힘과 물체의 가속도를 알아낼 수 있다. 그리고, 물체가 받는 힘을 다르게 하면서 가속도 데이터를 쌓아나감으로써 뉴턴 제2법칙 F=ma를 확인할 수 있다. 본 실험에서는 smart cart에 추를 담은 플랫폼을 실(와이어)로 연결한 뒤 도르래로 연결하였고, 추의 무게, smart cart의 무게를 다르게 함으로써 데이터들을 쌓아나갔다. 이렇게 얻은 데이터를 가지고 가속도-힘 그래프의 분석을 통해 뉴턴의 제2법칙이 성립하는지 확인하였다.
따라서 실험에 필요한 도구들은 다음과 같다.
1.2m의 레일, 클램프(고정대), 고무 범퍼, Smart cart, 추, 와이어, 도르래, 플랫폼, PASCO Capstone 프로그램
3. Theoretical Background
가. 뉴턴의 제 2법칙
물체에 가해진 모든 힘의 벡터합을 , 물체의 질량을 , 물체의 가속도를 라고 하면, 다음이 성립한다.
F=ma
나. 물체의 변위와 가속도와의 관계
물체의 변위를 , 가속도를 라고 하면 다음 관계가 성립한다.
참고 자료
John W. Jewett, Jr., Raymond A. Serway, <대학물리학I>, 대학물리학 교재편찬위원회, 북스힐,CENGAGE Learning(2013), 90-93p.
국가참조표준데이터[Internet].Korea Relative Gravity Point (KRGP)- 045[대전광역시 유성구 테크노 10로 8 (탑립동)](KSRD.02.2014.004.001.011):국가참조표준센터. c2007-[Cited yyyy.mm.dd]. Availiable from: http://www.srd.re.kr/db/srdDataInfoView.do?scid=S02004001002&sdid=45
