[건국대학교 대학물리2 A+] 쿨롱의법칙 실험레포트

소개

이 실험 레포트는 건국대학교 대학물리2 수업에서 수행한 쿨롱의 법칙 확인 실험에 관한 내용입니다. 두 전하 사이의 힘이 전하의 곱에 비례하고 거리의 제곱에 반비례한다는 쿨롱의 법칙을 정량적으로 확인하기 위해, 평행판 축전기 사이에 가해지는 전압에 따른 전기력을 측정하였습니다. 전기력의 측정은 전자저울을 이용해 수행되었고, 실험 결과 및 이론값 비교, 오차 분석까지 포함되어 있습니다.

목차

1. 실험 목적
2. 실험 원리
3. 실험 기구 및 장치
4. 실험 방법
5. 실험 결과
6. 토의
7. 참고 문헌

본문내용

1. 실험 목적

쿨롱의 법칙은 두 전하의 크기에 비례하고 두 전하 사이의 거리의 제곱에 반비례하는 힘으로 나타낸다. 두 전하 사이의 힘을 측정하여 쿨롱의 법칙을 확인한다.

2. 실험 원리

자석은 같은 극을 밀어내고 다른 극끼리는 당긴다는 것을 알고있다. 전기 현상의 요인을 전하라고 부르며 전하는 질량과 같이입자가 갖는 한 속성이다. 전하를 띤 물체를 대전체라고 한다.
이러한 대전체 사이에도 힘이 작용하며 같은 종류의 전하 사이에는 서로 미는 힘이, 다른 종류의 전하 사이에는 서로 끄는 힘이작용한다.
쿨롱(C. Coulomb)은 이와 같은 전기힘이 두 대전체가 띤 전하량과 대전체 사이의 거리에 의해 어떻게 다른지를 실험을 통하여 조사하였다. 전기적 힘의
크기는 두 전하량의 곱에 비례하고 대전체 사이의 거리제곱에 반비례한다. 이를 쿨롱의 법칙이라고 한다. 즉, 전기적 힘 F와 전하 q1, q2 사이의 정량적인 관계는 다음과 같다.

(1)
(1)
전기적 힘 상수 1/4πε0는 8.99*10^9N ㆍ m^2/C^2이다. ε0를 유전상수라
부르며 값은 8.85*10^(-12)C^2/(N ㆍm^2)이다. 즉, 전기적 힘도 중력과 마찬가지로 전하 사이의 거리 r의 제곱에 반비례하는 것을 나타낸다.
두 전하 q1, q2의 부호가 같을 때 이 전기적 힘은 서로 미는 힘이 되고, 다를 때는 당기는 힘이다.
그림 2.1.1과 같이 단면적이 A인 두 도체 평행판이 대전되어 d만
큼 떨어져 전위차가 V가 되었을 때, 전기적 힘은 다음과 같다.

참고자료

· Raymond A. Serway, John W. Jewett, Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics, 10th ed., Cengage, pp. 620–631
· 건국대학교 물리학과, 일반물리학실험 개정판, 북스힐, pp. 173–178