(A+) 일반물리학실험1 뉴턴의 운동법칙 레포트

소개

일반물리학실험1,2 과목 모두 수강하였고, 두 과목 다 A+ 받았던 레포트입니다!
과제용 질문과 토의에 신경을 많이 썼기 때문에 도움 되실거라고 생각합니다!

목차

1. 뉴턴의 법칙 실험

2. 실험 목적

3. 방법
1) 이론 및 원리
2) 장치 및 방법

4. 결과

5. 분석 및 토의

6. 과제용 질문

7. 결론

8. 참고문헌

9. 그림출처

본문내용

실험목적 (Introduction)
이번 실험의 목적은 뉴턴의 제2법칙인 가속도의 법칙과 제3법칙인 작용-반작용의 법칙을 확인하는 것이다. 일정한 크기의 힘을 받는 카트의 가속도를 실험을 통해 측정한 뒤, 뉴턴의 제2법칙을 통해 카트의 질량을 구한다. 두 번째 실험에서는 힘 센서를 이용하여 제3법칙을 확인한다.

방법 (Method)
1. 이론 및 원리
뉴턴의 제1법칙은 관성의 법칙으로, 물체가 현재의 운동 상태를 계속 유지하려는 성질을 말한다. 여기서 운동 상태를 유지한다는 것은 물체의 속도가 변하지 않는 것을 의미한다. 관성의 법칙을 식으로 표현하자면 아래의 그림(1-1)과 같이 나타낼 수 있다. 뉴턴의 제2법칙은 가속도의 법칙으로, 뉴턴의 제1법칙과는 다르게 외부 알짜 힘이 0이 아니라면 물체는 더 이상 등속도 운동을 하지 않는다. 또, 물체의 질량이 시간에 따라 변하지 않는다면 물체의 가속도 a는 가해준 힘에 비례하게 된다. 제2법칙에서는 물체의 운동량의 시간 변화량이 가해준 힘에 비례한다고 말한다. 하지만 질량이 변하지 않는 상황이라면 간단히 F=ma로 보아도 무방하다. 뉴턴의 운동방정식은 이 가속도 법칙으로부터 얻어질 수 있다. 물체의 가속도는 물체의 질량과 반비례한다. 이때 질량은 물체의 가속을 방해하는 저항, 다시 말해 관성의 척도로써 이해할 수 있다. 가속도의 법칙은 그림(1-2)와 같이 나타낼 수 있다.
뉴턴의 제3법칙은 작용-반작용의 법칙으로 어떤 물체 A가 다른 물체 B에 힘을 가하게 되면, 동시에 물체B는 물체A에 크기는 동일하고 방향은 반대가 되는 힘을 가한다는 것이다. 이 법칙에 따르면 물체 A의 운동량이 줄어드는 만큼, 물체 B의 운동량이 늘어나게 된다.

참고자료

· 한양대학교 물리교재위원회, “일반물리학실험”, 한양대학교 출판부(2020년)
· David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker, “Principles of Physics, 11th edition”, (주)텍스트북스(2021)