[A+] 마찰계수측정 예비 보고서

소개글

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목차

1) 개요 및 목적
2) 실험장치
3) 실험방법
4) 데이터 정리 및 계산

본문내용

1) 개요 및 목적
물체에는 물체를 이동시키기 위해 가한 힘 외에 물체의 움직임을 방해하는 다른 힘이 존재한다. 이 실험에서는 물체의 운동을 방해하는 힘인 마찰력에 대해서 그 특징과 마찰력에 영향을 미치는 요소들이 무엇인지 공부하고 실험을 통해 확인한다.
또한 엔지니어링 설계에서 마찰계수를 측정하여 두 개체 사이의 마찰력을 정확히 이해하면, 기계 및 장치의 설계 과정에서 마찰을 고려할 수 있습니다. 이를 통해 부품 및 시스템의 효율성을 높일 수 있으므로 실험을 한다.
(1) 마찰력
한 물체가 다른 물체와 접촉하여 상대운동을 하려고 할 때, 또는 상대운동을 하고 있을 때, 그 접촉면의 접선 방향으로 작용하여 운동을 방해하려고 하는 힘을 마찰력이라 한다.

마찰력의 크기는 물체의 접촉면에 작용하는 수직 항력과 접촉면 사이의 마찰계수에 비례한다. 여기서 N은 바닥이 물체를 받치는 힘, 즉 수직 항력으로 물체의 무게와 크기가 같고 방향이 반대인 힘이다. 마찰력은 운동을 방해하려는 힘이므로 운동 방향에 대해서 항상 반대 방향으로 작용한다.
마찰력은 운동상태에 따라 정지 마찰력과 운동 마찰력으로 나누어진다. 정지 마찰력은 외부에서 가한 힘이 물체를 운동하려 할 때 운동을 방해하는 힘으로 가한 힘과 크기는 같고 반대 방향으로 작용한다. 만일 외부에서 가한 힘이 증가하면 마찰력도 같이 증가해서 물체가 운동하지 못하나, 가한 힘이 마찰력의 최대값인 최대정지 마찰력 보다 커지는 순간 운동이 시작된다. 물체가 운동이 시작되면 운동을 방해하는 마찰력은 운동 마찰력으로 바뀌게 된다. 운동 마찰력은 최대 정지 마찰력보다 작아서 일단 운동이 시작되면 처음 운동을 시작한 순간에 가한 힘보다 작은 힘으로 물체의 운동을 유지할 수 있다.
그림 3.2.2 (a) 구간에서 마찰력은 물체에 가한 힘에 비례해서 작용하는데 만일 가한 힘이 계속 증가하면 마찰력도 이에 비례해서 증가하면서 운동이 일어나지 않는다.

참고 자료

없음