쿨롱의 법칙 결과 보고서

소개

결론
이 실험은 콘덴서를 이용하여 쿨롱의 법칙에서 전압과 힘, 거리와 힘 사이의 관계를 알아보고자 하는 실험이다. 이번 실험에서 적용한 원리는 두 물체 사이의 작용-반작용이다. 실험에서 사용한 원형 금속판에 각각 (+)전하와 (-)전하가 공급되면 금속판이 콘덴서 역할을 하게 되어 두 금속판 사이에 인력이 작용한다. 한편, 두 금속판 중 아래쪽에 있는 금속판은 전자저울위에 올려져있는데 금속판이 그대로 정지해있으려면 저울이 금속판을 떠받히는 힘과 두 금속판 사이에서 작용하는 인력이 같아야 한다. 즉. 이론 부분에서 언급했던 것과 같이 두 금속판 사이에서 작용하는 힘은 이고 여기에서 F = mg 이므로
mg = 임이 성립된다. 이 실험에서 자세한 수치는 구하지 않고 저울을 통해서 측정하는 질량 (m)과 전압(V), 두 판 사이의 거리(d) 의 관계를 알 수 있다.

목차

결과
# 실험 1. 10kV 일정한 전압, 거리 변화
# 실험 2. 두 판 사이의 거리가 일정할 때 전압의 변화
1) 두 판 사이의 거리 7mm
2) 두 판 사이의 거리 14mm
오차의 원인
결론
토의
참고문헌

본문내용

이 실험의 오차 원인으로는 대기 중으로의 전하 유출, 극판 끝부분에서 보이는 전기력선 고려하지 않음, 두 금속판 사이에서 전하밀도의 불균일, 금속판 표면의 거칠기 등을 꼽을 수 있다. 먼저, 이 실험을 수행할 때 금속판 끝부분에서 금속판을 벗어나는 범위로의 전기력선은 고려하지 않고 실험을 하였으므로 일부 전기력선을 무시한 채 실험을 하였다. 실제 실험에서는 가정에서 무시한 전기력선이 영향을 미쳤을 가능성이 있다. 두 번째로는 대기 중으로의 전하 유출 가능성이다. 실제 실험 환경이 두 금속판들 사이가 진공상태가 아니었기 때문에 두 금속판 사이에 있는 전하들이 척력에 비하여 인력이 상대적으로 작았던 전자들은 대기 중으로 유출되었을 가능성이 있다. 대기 중으로 전하를 유출시키지 않게 하기 위해서는 실험기구가 진공상태가 되어야 한다. 또한 실험시 사용하였던 금속판에 의한 오차의 원인들이 있다. 먼저, 두 금속판이 완벽히 평행을 이루지 않았기 때문에 어느 한쪽으로 전하들의 밀도가 밀집되었을 수 있다. 또한. 금속판의 표면이 매끄럽지 않고 거친 부분이 있었다. 전하들은 뾰족한 곳과 같은 곳에 많이 밀집하는 경향이 있으므로 위와 같은 두가지 이유 때문에 전하들이 골고루 펼쳐져 있지 못해서 오차가 생겼을 수 있다. 금속판에 의한 오차 원인들을 개선하기 위해서는 초기상태부터 금속판이 평행이 맞춰져 있어서 높이만 조절할 수 있고 사용하는 금속판이 매끄러운 것으로 교체한다면 오차를 더 줄일 수 있다.

참고자료

· - 이공학도를 위한 물리학 실험 ; 성균관대학교 출판부
· - 대학물리학 ; 청문각
· - 대학 물리학 ; 북스힐