공학물리학및실험(2) 4주차 결과 레포트-자기력

목차

1. 실험 결과
2. 결과 분석
3. 토의
4. 참고문헌

본문내용

결과 분석
이번 실험에서는 독립조건을 네 가지로 다르게 설정하고, 이에 따라 자기력의 세기가 어떻게 바뀌는지 알아보았다.
[실험 1]에서는 도선에 흐르는 전류의 세기에 따른 자기력 세기의 변화를 관찰하였다. 반복 측정을 통해 구한 평균값으로 자기력의 세기를 계산하였고, 이를 세로축이 자기력의 세기이고 가로축이 전류의 세기인 그래프로 나타내었다. 그래프의 추세선을 그려본 결과 그래프가 거의 일차함수에 근사한 형태를 가지는 것을 확인할 수 있었다. 이는 전류의 세기가 커짐에 따라 자기력의 세기도 같은 비율로 커진다는 것을 의미하고, 즉 자기력의 세기와 전류의 세기가 정비례 관계에 있음을 말한다.
[실험 2]에서는 직선 도선의 길이에 따른 자기력 세기의 변화를 관찰하였다. 2.0A, 3.0A 두 가지 조건에서 실험을 진행하였고, [실험 1]과 마찬가지로 자기력의 세기를 계산하였다. 이를 세로축이 자기력의 세기이고 가로축이 도선의 길이인 그래프로 나타낸 결과 거의 일차함수와 같은 형태를 가짐을 확인할 수 있었다. 따라서, 자기력의 세기는 마찬가지로 도선의 길이에도 비례함을 알 수 있었다.
[실험 3]에서는 자기장의 세기와 자기력의 세기 사이의 관계를 조사하였다. 자기장의 세기는 자석의 개수를 다르게 함으로써 변화시켰다. 자기력의 세기를 세로축으로, 자석의 개수를 가로축으로 그래프를 나타내었을 때, 다섯 가지 조건에서 진행한 실험 모두 그래프가 일차함수에 가까운 형태를 가짐을 확인할 수 있었다. 따라서, 자기력의 세기는 자기장의 세기에도 비례함을 알 수 있었다.
[실험 4]에서는 도선이 자기장과 이루는 각도 에 따라 자기력의 세기가 어떻게 변하는지를 관찰하였다. 반복 측정하여 얻은 질량 값으로 자기력을 계산하여 자기력의 세기를 세로축으로, 각도 를 가로축으로 나타낸 결과, 그래프는 사인함수의 형태를 나타냄을 확인할 수 있었다.

참고 자료

Hugh D. Young, Roger A. Freedman - University Physics with Modern Physics (15th Edition) (2019, Pearson)
27.6 Magnetic Force on a Current-Carrying Conductor p.893~P.896
연세대학교 Learnus “공학물리학 실험실”