[일반물리실험1] 뉴턴 제2법칙(과학기술원 2023년 1학기 A+)

소개글

과학기술원 일반물리실험1 2023년 1학기 A+받은 보고서입니다. 만점 받은 보고서입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 배경 이론
3. 실험 방법
4. 실험 결과
5. 결론
6. 참조

본문내용

1. 실험 목적
카트와 추, 힘 센서, 운동 센서를 이용하여 추의 질량이 변화할 때와 카트의 질량이 변화할 때의 장력과 가속도를 각각 측정한다. 물체에 가해진 알짜힘과 가속도 사이의 관계, 물체의 질량과 가속도 사이의 관계를 확인하고 뉴턴의 제 2법칙, 가속도 법칙을 이해한다.

2. 배경 이론
- 뉴턴 제 2법칙
가속도 법칙이라고도 불리는 뉴턴 제 2법칙은 물체의 가속도는 물체에 작용하는 알짜힘에 비례하고 질량에 반비례한다는 것을 나타내는 법칙이다. 이를 이용하여 [그림 1]과 같이 실로 연결된 두 물체의 운동을 설명할 수 있다. (T: 장력, T1: 물체가 정지해 있을 때의 장력, T2: 물체가 움직일 때의 장력, F손: 물체를 손으로 잡는 힘, M: 카트의 질량, m: 추의 질량, g: 중력가속도, a: 물체의 가속도)
➀ 물체가 정지해 있을 때
카트에 가해진 알짜힘은 0이므로 T1-F손=Ma=0에서 T1=F손이고, 추에 가해진 알짜힘 또한 0이므로 mg-T1=ma=0에서 mg=T1이다.
② 물체가 중력 방향으로 움직일 때
카트에 가해진 알짜힘은 장력뿐이므로 T2=Ma이고, 추에 가해진 알짜힘은 중력과 장력의 합력이므로 mg-T2=ma에서 mg-Ma=ma, a= mg/(M+m), T2= Mmg/(M+m)이다.

참고 자료

이기준, 최승호, 박기성, 『고전역학 실험서』,DGIST PRESS(2014), 38p-45p
네이버 지식백과 Basic 고교생을 위한 물리 용어사전 https://terms.naver.com/entry.naver?docId=940835&cid=47338&categoryId=47338
네이버 지식백과 시사상식사전 https://terms.naver.com/entry.naver?docId=67073&cid=43667&categoryId=43667