[일반물리학 실험 A+] 아두이노를 활용한 마찰 계수 측정

소개

일반물리학 실험 A+ 받은
아두이노를 활용한 마찰 계수 측정 실험 보고서입니다.

아두이노 코드를 직접 작성하고 키트와 기타 재료를 활용했습니다.

목차

1. 서론

2. 배경 이론

3. 실험 방법 및 절차
1) 실험 준비물
2) 실험 방법

4. 실험 결과 및 논의

5. 결론

6. 참고문헌

본문내용

1. 서론
마찰이란, 물체와 그 주변 간의 미시적인 상호작용으로 생기는 접촉력이다.
일상생활에서 우리는 마찰력을 항상 경험하고 있다. 마찰력에 대한 이론적인 학습에 그치지
않고, 이와 관련된 실험을 직접 수행함으로써 마찰 계수의 정의를 이해하고, 보다 심화된
학습을 할 수 있다.
본 실험의 목적은 아두이노를 활용하여 물체와 스티로폼 경사면 사이의 최대 정지 마찰
계수를 측정하는 것이다.
2. 배경 이론
1) 운동 마찰력과 정지 마찰력
마찰은 물체와 그 주변 간의 미시적 상호작용으로 생기는 접촉력이며, 마찰력에는 운동
마찰력과 정지 마찰력이 있다.
운동 마찰력은 표면 위에서 움직이는 물체에 작용하는 마찰력이며, 그 크기는 다음과 같
다.
   (=물체에 작용하는 수직항력, =물체와 표면 간의 운동 마찰 계수)
정지 마찰력은 정지해 있는 물체에 작용하는 마찰력이다. 그 크기는 다음과 같다.    (=물체에 작용하는 수직항력, =물체와 표면 간의 운동 마찰 계수)
최대 정지 마찰력은 물체가 미끄러지기 시작하는 순간의 마찰력이다. 외력의 크기가 최대
정지 마찰력보다 크게 되면, 물체는 움직이기 시작한다. 정지 마찰력은 아래 부등식을 만족
한다.  ≤  ≤ 최대  
(=물체에 작용하는 수직항력, =물체와 표면 간의 최대 정지 마찰 계수)
2) 마찰 계수
마찰 계수는 표면 위에서 물체가 움직일 때 발생하는 마찰력을 결정해주는 상수이다. 이
는 물체와 표면에만 관계되며, 실험을 통해서만 구할 수 있다. 표면의 성질이 달라진다면
물체의 이동에 따라 마찰 계수의 값도 변할 수 있다. 마찰 계수는 단위가 존재하지 않는다.
경사면과 지면 사이의 각의 크기를 라고 할 때, 경사면에 놓인 물체에 작용하는 힘은 아
래 그림 1.과 같다.

참고자료

· Serway, R. A., & Vuille, C. (2019). 일반물리학 (일반물리학 교재편찬위원회 역). 북스힐. pp. 74-79.
· 아두이노 (https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%95%84%EB%91%90%EC%9D%B4%EB%85%B8)