일반물리학실험 보고서 힘과 가속도 실험 자택실험용 (재택실험, 부산대학교 A+리포트)

소개글

2020년도 부산대학교 일반물리학실험 재택실험 보고서입니다.

성적 A+

목차

Ⅰ. 실험 목적
Ⅱ. 실험 원리
Ⅲ. 실험 기구 및 재료
Ⅳ. 실험 방법
Ⅴ. 측정값
Ⅵ. 실험 결과
Ⅶ. 결과에 대한 논의
Ⅷ. 결론
Ⅸ. 참고문헌 및 출처

본문내용

Ⅰ. 실험 목적
힘과 가속도의 관계를 알아보기 위해서 계에 작용하는 중력과 마찰력의 크기를 변화시켜 계의 가속도를 측정하고 이를 이론값과 비교함을 통해 Newton의 제2법칙을 이해한다.

Ⅱ. 실험 원리
힘은 물체의 운동량을 변화시킨다. 이것이 뉴턴의 제 2법칙으로 수식으로 나타내면 다음과 같다.

운동량의 정의에 따라 위의 식은 다시
로 표현된다.
따라서 계에 작용하는 힘은 질량과 가속도의 곱의 관계를 가진다는 것을 알 수 있다.
따라서 물체에 작용하는 알짜 힘과 물체의 질량을 안다면 물체의 가속도를 계산할 수 있다.

마찰력은 접촉하고 있는 물체사이에 작용하는 힘으로 그 근원은 전자기력이다. 마찰력은 접촉면적에 비례하는 힘이다. 마찰력은 물체의 운동을 방해하는 방향으로 작용한다. 일반적으로 마찰력, 으로 표현된다. 마찰력에는 정지상태의 물체에 작용하는 정지마찰력과 운동 상태의 물체에 작용하는 운동 마찰력이 있다. 정지상태의 물체에 힘을 가하여 이 힘이 정지마찰력보다 클 경우 물체는 운동을 시작하며 이후에는 운동 마찰력이 작용하게 된다. 일반적으로 운동 마찰력보다 정지마찰력이 크다.

Ⅲ. 실험 기구 및 재료
100원 주화 4개, 실, 테이프, 종이클립(1개 0.6g), 자, 카메라

Ⅳ. 실험 방법

그림 실험 장치 모식도

1. 테이프를 이용하여 실의 한쪽 끝에 100원 동전 한 개를 부착한다.
2. 다른 쪽 끝에 종이 클립 1개를 부착한다.
3. 그림1과 같이 책상모서리에 실을 위치시키고 잡고 있던 실을 놓아 클립이 부착된 부분을 자유낙하 시킨다.
4. 클립의 개수를 1개씩 늘려 앞선 과정을 반복한다.
5. 동전이 등속 운동할 때까지 클립의 개수를 늘리고, 등속운동할때의 모습을 영상으로 촬영하고 그때의 클립 개수를 기록한다.
6. 클립의 무게를 이용하여 책상 면과 동전사이의 마찰력을 구한다.
7. 1.에서 실의 다른 쪽 끝에 동전1개를 부착한다.
8. 3.과 마찬가지로 한쪽 끝을 책상 아래로 낙하시키고 그 모습을 영상으로 촬영한다.
9. 책상과 닿는 쪽 실의 동전개수를 1개씩 늘려 3개가 될 때까지 2~8의 과정을 반복하고 각각을 영상으로 촬영한다.

참고 자료

부산대학교 일반물리학실험실(https://gplab.pusan.ac.kr/gplab/40433/subview.do)
일반물리학, 개정판, Halliday, Resnick and Jearl Walker, 범한서적주식회사, 2011년
일반물리학 실험, 부산대학교 물리학교재편찬위원회, 청문각, 2019, pp19~pp20.