Introductory Mechanics System결과

소개

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목차

Hooke`s Law - Measuring Forces
Adding Forces Resultants and Equilibrants
Resolving Forces - Components

본문내용

Ⅰ. 제 목:Hooke`s Law - Measuring Forces
Ⅱ. 실험의 개요 및 목적
- 용수철을 이용하여 훅의 법칙을 실험적으로 확인한다.
Ⅲ. 실험과정
- 스프링에 여러 가지 질량의 추를 반복해서 매달아 보고, 그 때 늘어난 용수철의 길이를 측정한다.
Ⅳ. 실험결과 및 분석
결과는 위와 같다. 식을 보면, 그래프에서의 기울기가값, 즉 용수철 상수값인것을 알 수 있다. 기울기는 43.9로서 단위는 N/m이다. 결과적으로 용수철에 추가 많이 매달릴수록 용수철이 많이 늘어나는, 훅의 법칙에서 F와 x가 비례하는 것을 확인할 수 있었다. 여기서 구한 용수철 상수는 앞으로 계속되는실험에서 적용된다.
Ⅴ. 결론 및 토의
- 이번 실험에서 확인하고자 한 훅의 법칙은 용수철의 탄성한계 내에서만 성립한다. 탄성한계란, 외부의 힘에 의해 변형된 물체가 그 힘을 없애면 본래의 형태로 되돌아가는 힘의 범위를 말하며 탄성한도라고도 한다. 외부의 힘을 받아 생긴 변형이 탄성한계를 넘어서면 외부의 힘을 없애더라도 완전히 본래 상태로 되돌아가지 않고 변형된 상태로 영원히 남게 되며 이를 소성변형이라고 한다. 탄성한계를 넘으면 물체는 힘에 비례하지 않지만, 힘을 받는 대로 불규칙적으로 늘어나기만 한다. 물체의 탄성한계점을 정하기 위해서는 외부의 힘을 조금씩 크게 하면서 힘을 가했다가 없애는 작업을 되풀이하여 물체에 처음으로 영구변형이 생기는 점을 찾아야 한다.
그리고 위의 그래프를 보면, 그래프의 연장선이 원점과 일치하지 않는 것을 확인할 수 있다. 쉽게 얘기하면, 그래프로 봤을 때 y절편인 0.0781N정도의 힘이 가해질 때까진 용수철이 늘어나지 않는단 얘기이다. 이론상으로는 원점과일치해야 하지만,(힘이 조금이라도 있으면 용수철은 조금이라도 늘어나야 하지만) 일치하지 않은 것은 실험에서 용수철이 용수철을 둘러싸고 있는 관과 닿지 않았기 때문에 마찰력과는 관련이 없는 듯하고, 아마 용수철이 변형이되기 위한 최소한의 힘, 유효힘이 존재하기 때문이라 생각한다.

참고자료

· 없음