[물리]마찰력의 측정에 의한 그 특성의 이해

목차

Ⅰ 서론
Ⅱ 이론적 배경
1. 마찰력
2. 마찰계수
3. 마찰력의 종류
1) 정지 마찰력
2) 최대 정지 마찰력
3) 운동 마찰력
Ⅲ 실험방법
1. 마찰력 측정 실험
1) 준비물
2) 실험방법
1> 개요
2> 실험과정
3> 유의점
2. 마찰각 측정 실험
1) 준비물
2) 실험방법
1> 개요
2> 실험과정
3> 유의점
Ⅳ 실험결과 및 분석
1. 마찰력 측정 실험
1) 실험결과
2) 결과분석
3) 오차원인 규명
2. 마찰각 측정 실험
1) 실험결과
2) 결과분석
3) 오차원인 규명
Ⅴ 실험결론

본문내용

Ⅰ 서론
마찰력은 중력, 탄성력 등과 같이 우리 주변에서 작용하는 가장 흔하고 핵심적인 힘들 중 하나이다. 마찰력은 우주의 섭리에 있어서 엄청나게 중요한 역할을 수행하고 있다. 예를 들어, 산 위의 바위들이 제자리를 지키고 있는 것, 우리가 땅에 발을 딛고 서 있는 것, 물건을 들 수 있는 것 등은 모두 마찰력 때문에 일어날 수 있는 현상이다.
그런데 마찰력에는 몇 가지 중요한 특성들이 있다. 뒤에서 설명할 이들 특성들은 마찰력의 작용에 지대한 영향을 미친다. 따라서 이러한 특성들을 규명하고 이해할 필요가 있다. 이번 실험에서 우리는 물체에 가해지는 힘과 마찰 면의 각도의 변화에 따른 마찰력의 변화를 측정하여 마찰력의 특성들을 확인할 것이다.

출처 : Halliday 일반물리학
Ⅱ 이론적 배경
1. 마찰력
Newton의 운동 법칙에 따르면 물체에 힘이 가해지면 가속도가 생기고, 따라서 물체는 운동을 하게 된다. 또 외부에서 힘이 더 이상 가해지지 않는 한, 물체의 운동 상태는 변화가 없게 된다. 그런데 실제 생활에서 특정 재질의 표면 위에서 어떤 물체에 힘을 주면 속력이 점점 느려지다가 결국 멈추게 된다. 즉 이 현상에는 물체가 움직이는 방향에 반대로 작용하는 힘이 개입하고 있다는 뜻이다. 이 힘을 마찰력이라고 한다.
2. 마찰력의 종류
1) 정지 마찰력
오른쪽 그림에서 (b)를 보면 물체에 왼쪽으로 힘이 작용하지만 물체는 움직이지 않고 있다. 이는 오른쪽으로, 왼쪽으로 가해지는 힘과 같은 크기의 마찰력이 작용하기 때문이다. 이와 같이 물체가 정지한 상태에서 작용하는 마찰력을 정지 마찰력이라고 한다.
2) 최대 정지 마찰력
물체와 표면 사이에서 작용할 수 있는 정지 마찰력에는 한계가 있다. 즉 (b), (c), (d)와 같이 어느 선까지는 물체에 작용하는 힘만큼 마찰력도 똑같이 증가하지만 더욱 큰 힘이 작용하면 물체는 운동하게 된다. 이때 물체가 운동하기 직전에 최대로 내는 정지 마찰력을 최대 정지 마찰력이라고 한다.
3) 운동 마찰력
(e)에서와 같이 물체에 작용하는 힘이 최대 정지 마찰력을 넘어 물체가 운동하기 시작했다고 해도 물체에는 여전히 마찰력이 작용한다. 그러나 이 힘은 최대 정지 마찰력보다는 작고 물체에 작용하는 힘에 관계없이 거의 일정하다. 이를 운동 마찰력이라고 한다.

참고자료

· Halliday 일반물리학