[물리 실험 ]마찰력 측정

소개

본 실험은 물리 실험에서 흔히 다루는 마찰력 측정에 관한 보고서 입니다.
마찰력의 지면에 따른, 물질, 물체에 따른 특성, 무게에 따른 특성등을 모두 분석하였습니다.
어렵지 않게, 설명이 그림과 함께 자세히 되어 있습니다.

목차

Ⅰ. 실험 목적 3

Ⅱ. 실험에 사용된 이론 3
․ 최대 정지 마찰력 3
․ 운동 마찰력 3
․ 마찰각 4

Ⅲ. 실험 기구 및 장치 5, 6

Ⅳ. 실험 설계 및 방법 7, 8

Ⅴ. 실험 결과 및 해석 9
① 실험용 추를 굴려서 photo gate를 이용하여 추에 작용하는 마찰력 측정
9, 10, 11, 12
② 서로 다른 성질을 가지는 세 가지 표면에서의 마찰력 측정 및 비교 분석 13
③ 모래를 이용한 물체의 마찰력 측정 14
④ 나무토막을 이용한 닿는 면적과 마찰력과의 관계 실험 14, 15

Ⅵ. 결론 15

Ⅶ. 마찰력 측정에 있어서 오차 분석 16

Ⅷ. 토의 및 건의사항 16, 17

Ⅸ. 참고 문헌 및 Utility 17

본문내용

Ⅰ. 실험목적

(1) 다양한 실험 방법을 통하여 마찰력(정지 마찰력, 운동 마찰력)을 측정 할 수 있다.

(2) 정지 마찰력과 운동 마찰력을 구분 짓고 차이점을 알 수 있다.

(3) 닿는 면의 성질이 달라짐에 따라서 마찰력이 어떻게 변하는지를 알 수 있다.

(4) 닿는 면적이 마찰력에 어떤 영향을 미치는지 알 수 있다.

Ⅱ. 실험에 사용된 이론

마찰력(frictional force)은 운동하는 물체의 반대방향의 힘으로 운동을 방해하는 힘이다. 이 마찰력은 면이 물체에 수직으로 작용하는 힘(수직항력 N)의 크기에 비례한다.

Ⅳ. 실험 설계 및 방법

① 실험용 추를 굴려서 photo gate를 이용하여 추에 작용하는 마찰력 측정.
[그림 3]
실험용 추를 photo gate 앞에 놓는다. photo gate에서 약간 떨어진 거리에서 추에 살짝 힘을 가해준다. 그 이후로 추는 마찰력의 영향만 받게 된다.
이때, 추가 photo gate를 지나가면서 그때의 시간과 속도가 인터페이스에 의해 data studio에 나타난다. 또한, 추가 굴러가다가 정지할 때 그때의 시간을 우리가 측정한다.
그러면, 이때 얻을 수 있는 실험값이 photo gate를 지나갈 때 초기속도, 시간, 정지하였을 때 시간 이다.
초기속도=, 초기 시간=, 정지하였을 때 시간= 라고 하면, 가속도 공식 - -에 의하면,
임을 알 수 있다.
뉴턴의 제 2법칙에 의하면, F=ma 이고,
즉, 이때 작용한 마찰력 이다. 이렇게 해서 추에 작용한 마찰력의 크기를 알 수 있고,
를 얻을 수 있다. 따라서 추를 굴린 표면의 운동 마찰 계수도 측정 가능하다.

참고자료

· ․ High Top 고등학교 물리 Ⅱ 상권 (6차). 두산동아 - 김종권, 김성진
· ․ PHYSICS Principles and Problems, Glencoe(McGraw-Hill) - 9 authors including Zitzewitz
· ․ 수학없는 물리(한국어판) - ninth edition , 홍릉과학출판사. Paul G. Hewitt 원저