마찰계수측정-물리1및실험

목차

1. 실험제목

2. 실험목적

3. 실험이론
1) 마찰력
2) 마찰계수
3) 뉴턴의 제 2법칙

4. 관찰 및 결과

5. 분석 및 토의

6. 결론

본문내용

2. 실험목적
- 물체의 질량을 각각 다르게 실험하면서, 질량에 따라 운동 마찰 계수가 어떻게 달라지는지, 질량이 커지거나 작아짐이 어떤 영향을 주는지 알아보는 실험이다. 그리고 물체 및 물체와 접촉하는 부분의 재질까지 다르게 설정하면서 ‘물체와 접촉하는 부분의 단면적의 크기’와 ‘접촉면의 재질‘이 운동 마찰 계수가 변화하는 데에 어떤 영향을 끼치는지, 그리고 그에 따른 측정값은 어떻게 달라질 것인지 확인 해보는 실험이다. 결과적으로 운동마찰력을 이해하고 측정해본다.

3. 실험이론
마찰력의 크기는 수직항력에 비례하는데, 이때의 비례 상수가 마찰계수이다. 따라서 같은 수직항력이 작용할 때, 마찰계수가 클수록 마찰력의 크기도 커진다. 마찰의 정도를 나타내는 마찰계수는 표면의 매끄러운 정도, 물체의 재질, 윤활제의 종류와 유무 등에 따라 달라진다. 따라서 물질을 구분할 수 있는 상수라고 할 수는 없다.

(1) 마찰계수
마찰계수의 종류로는 정지마찰계수와 운동마찰계수가 있다. 정지마찰계수는 최대정지마찰력 max과 수직항력의 관계이고, 운동마찰계수는 운동마찰력과 수직항력의 관계를 나타낸다. 일반적으로 운동마찰계수는 정지마찰계수보다 작다. 이때 운동마찰계수는 미끄럼 운동을 할 때의 미끄럼마찰계수와 구르는 운동을 할 때의 굴림마찰계수로 나뉠 수 있다.

(2) 마찰력
마찰력은 일상생활에서 다양한 양상을 보이는 중요한 힘이다. 마찰력의 방향은 접촉하고 있는 물체의 움직이는 방향과 반대이며, 정지마찰력의 경우에는 움직이려는 방향과 반대 방향으로 작용한다. 자동차의 오일은 움직이는 부품들 사이의 마찰력을 줄여주지만, 바퀴와 도로 사이에 마찰력이 없다면 차가 미끄러져서 차를 달리게 할 수 없다. 또한, 사람의 발과 지면의 마찰 덕분에 걸어 다닐 수 있는 것이다. 마찰력의 종류에는 크게 정지마찰력과 운동마찰력이 있다.

참고 자료

숭실대학교 물리1및실험 책, 김창배 외 8명, 2020, 대학물리학실험, 북스힐 (p.53-69)