물리학실험 결과보고서 일과 에너지

목차

1. 측정값 및 데이터 분석
2. 결과 및 토의
3. 참고문헌

본문내용

질문 2. 실험 3으로부터 정지마찰력과 운동마찰력의 특징을 비교, 검토하시오.

실험 3으로부터 측정한 정지마찰력과 운동마찰력은 각각 μ_k=0.244, μ_s=0.173이다. 즉 운동마찰력이 정지마찰력보다 크게 측정되었으며, μ_k/μ_s =0.244/0.173=1.41와 같은 결과가 나왔다.하지만 이론적으로는 정지마찰력이 운동마찰력보다 커야한다. 실험의 과정에서 물체의 질량을 측정하고 중력가속도 g값을 대입하는 과정을 통한 오차는 크지 않다. 이러한 큰 오차가 발생한 원인이 물체의 가속도를 측정하는 과정에서 발생했다는 것을 알 수 있다.
물체의 가속도를 측정하는 과정에서 물체의 움직임을 유도하는 외력이 작용하여 충분한 무게가 아님에도 움직였을 가능성, 그래프의 가속도 값을 잘못 해석했을 가능성 등 오차요인에 의해 신뢰하기 어려운 결과가 도출되었다고 볼 수 있다.

질문 3. 충돌수레의 운동마찰계수와 나무토막의 운동마찰계수의 비를 구하시오. 이로부터 볼 수 있는 마찰력의 특징은 무엇인가? 바퀴의 효과를 음미하시오.

중돌수레의 운동마찰계수는 실험 1에서 μ_(k,바퀴)=2.735×10^(-3)이고, 나무토막의 운동마찰계수는 실험 3에서 μ_(k,나무토막)=0.244임을 알 수 있다. 즉, 바퀴의 마찰계수가 나무토막의 마찰계수보다 약 89배 작은 것을 볼 수 있다. 마찰력은 f=μN으로 계산하므로 마찰력은 마찰계수와 수직항력에 비례한다. 실험 1과 실험 3을 비교해 보면 실험 1의 수레의 무게가 실험 3의 나무토막의 질량보다 크지만 마찰력은 실험 3이 더 크다. 즉 마찰력은 마찰계수의 영향이 크게 작용함을 알 수 있다. 수레와 나무토막의 가장 큰 차이점은 바퀴의 유무이다. 바퀴가 없는 나무토막의 경우 트랙과 접촉하는 표면이 넓기에 큰 마찰력을 받는다. 반면, 수레의 바퀴는 수레가 직접 닿는 경우 보다 훨씬 작은 면적을 접촉한다. 또한 바퀴가 운동방향으로 회전하며 마찰력을 줄여주는 역할을 한다. 즉 바퀴는 마찰력을 줄여주는 데 효과가 있다.

참고자료

· 아주대학교 출판부 / 물리학실험 / 제 12판 / p. 49~50
· Raymond A. Serway, Jhon W. Jewett / 대학물리학 I / 9th Edition / p. 104~106, 147~149, 177~181
· 한국물리학회 / 물리학백과 / 일-운동에너지 정리 /
· https://terms.naver.com/entry.naver?cid=60217&docId=3537190&categoryId=60217