*영* 스토어

*영*

개인인증

팔로워1 팔로우

소개

등록된 소개글이 없습니다.

전문분야 등록된 전문분야가 없습니다.

판매자 정보

학교정보

입력된 정보가 없습니다.

직장정보

입력된 정보가 없습니다.

자격증

입력된 정보가 없습니다.

판매지수

판매중 자료수

37개
전체 판매량

114개
최근 3개월 판매량

1개
자료후기 점수

평균A+
자료문의 응답률

-

전체자료 37개

판매자 표지

[A+리포트](비교역사학 중간과제)영화 노예12년 감상 리포트

비교역사학 중간 과제 ‘노예 12년 감상 리포트’비교역사학 중간 과제 ‘노예 12년 감상 리포트’이번 중간 과제로 선정된 ‘노예 12년’이라는 영화는 1800년대 초 중반 노예제가 시행되고 있는 미국의 모습을 잘 보여주는 영화였다. 당시 미국은 노예 노동력을 바탕으로 대규모 농장을 운영하던 남부와 일부 노예가 시민권을 얻어 자유인처럼 생활하던 북부가 병존하고 있었다. 때문에 북부에서 흑인 자유인이 납치되어 남부로 팔려가는 경우가 있었는데, 이 영화는 당시 음지에서 행해지던 노예무역을 다룬 영화였다. 당시 미국 사회의 모습을 현실적으로 반영한 영화였기 때문에 자극적인 장면도 많이 나와서 많은 생각과 질문을 하게하였다. 분명 노예제는 사람들의 마음을 병들게 하고 사라져야 할 악습임이 분명하다. 사람들의 마음을 병들게 한다. 영화를 감상하면서 왜 노예제가 사람들을 타락시키고 어떻게 해야 노예제를 막을 수 있을지 궁금해졌다. 영화를 반복하여 보면서 등장인물들의 태도와 사고방식에 집중하였고 관련된 질문들에 답하여 보았다. 영화를 보면서 그 질문들에 답하여 보았다.포드(베네딕트 컴버배치)는 왜 솔로몬을 자유롭게 하지 못했나??영화 중 농장주 포드가 나무에 목매달려 있는 솔로몬을 구해준 적이 있다. 솔로몬은 포드에게 원래 자유인이었던 자신을 자유롭게 해달라고 말하지만 포드는 결국 솔로몬을 다른 농장주에게 넘기고 만다. 포드는 솔로몬의 능력을 인정하고 바이올린을 선물하는 등 솔로몬에게 우호적인 인물이었고 솔로몬과 친한 관계를 이어나가고 싶었을 것이다. 하지만 포드는 결국 솔로몬을 내치고 만다. 그렇다면 포드가 보였던 태도의 원인은 무엇일까? 포드는 노예상에서 엘라이자를 구입할 때 엘라이자를 자식으로부터 떼어낸다는 것에 매우 죄책감을 느꼈고, 노예상에게 불쾌감을 느꼈던 적이 있다.“그래도 딸이 아니오. 당신은 최소한의 양심도 없는 겁니까?”노예상점에서 노예를 구입할 때 포드가 했던 이 대사는 포드가 노예를 인격이 있는 존재로 여겼고, 어느 정도 그에 맞는 대우를 해주어야 다고장주에 넘기고 만다. 이는 포드도 양심의 가책을 느꼈지만 솔로몬을 사고 팔 수 있는 재산으로 간주했음을 의미한다. 또 잘못된 것을 알면서도 사회 분위기에 편승하여 자신의 이득을 포기하지 않으려는 포드의 모습을 보고 비겁하고 이기적이었던 당시 미국 시민들의 모습을 엿볼 수 있었다. 하지만 이는 포드 개인의 잘못으로 돌릴 수 없는 부분이다. 포드는 노예무역이 옛날부터 합법적으로 이루어졌던 북아메리카 남부에서 태어나 노예들을 보면서 자라났을 것이고 노예들을 혹사시키며 농장을 운영하는 교육을 받으면서 성장했을 것이다. 이에 포드를 비롯한 노예 농장주들은 노예제가 윤리에 어긋날지는 모를지라도 합법적으로 백인은 흑인을 노예로 부릴 권리가 있고 노예를 재산으로써 소유할 수 있는 권리가 있다고 느꼈을 것이다. 결국 포드는 노예제라는 제도가 형성한 사회적인 분위기와 또 그에 비롯한 학습효과에 의해 윤리적으로 잘못된 행동이라는 것은 알면서도 솔로몬을 내쳤다고 할 수 있다. 이를 통해 우리는 나쁜 관습이나 제도가 당연한 것으로 여겨져 비인간적인 행동을 서슴지 않게 할 수 있음을 알 수 있다. 또 우리가 살고 있는 사회에는 과연 그런 사례가 없을지 항상 다시 생각해보는 자세를 가져야 한다는 교훈을 얻을 수 있다.왜 엡스(마이클 페스벤더)는 팻시에게 모진 채찍질을 하였을까?이 영화의 감독 스티브 맥퀸은 최대한 현실적으로 당시 노예들의 생활을 재현하고자 하였다. 그 결과 노예를 가혹한 매질을 하는 장면이나 비인간적인 폭행을 휘두르는 장면이 많이 연출된다. 그 중 가장 폭력적이고 가장 비참하다는 평을 듣는 장면이 바로 영화 후반에 농장주 엡스가 팻시를 채찍질하는 장면이다. 살점이 다 뜯겨나가 뼈가 드러날 정도로 모질게 매를 맞았지만 사실 팻시는 그저 비누를 얻으러 이웃 쇼의 농장에 갔다 온 죄밖에 없었다. 과연 주일에 비누를 얻으러 잠시 농장을 나왔던 것이 그렇게 매질을 당할만한 일이었을까? 엡스가 팻시를 좋아하고 집착하고 있었다는 점을 고려하더라도 잠시 다른 농장에 다녀온 사람을 그렇하게 된 것이다. 팻시를 채찍질하던 엡스의 광기어린 눈에서 우린 노예제가 가져오는 또 다른 비극을 확인할 수 있다. 과연 엡스는 팻시를 매질하면서 진정으로 행복했을까? 누군가를 소유하고 폭행하면서 느끼는 행복이 과연 진짜 행복인 것일까? 어쩌면 인간성을 상실하고 참된 사랑을 하는 법을 잃어버리는 것이 노예제도의 가장 큰 비극일지도 모른다. 그런 의미에서 노예제도는 노예뿐만 아니라 노예를 소유하는 농장주에게도 동시에 독이 되는 악습이라고 해석할 수 있다. 영화의 감독 스티브 맥퀸은 분노하는 엡스를 통해 노예제에 의해 파괴된 당시 미국 백인들의 인간성을 드러내고 싶었던 것으로 생각된다.엘라이자와 솔로몬의 언쟁이 의미하는 바가 무엇일까?“그 기회를 포드가 줄까 봐? 당신이 자유이인이란 거 포드가 모를 것 같아요?”“살아남아야지, 절망에 빠져있진 않을 거야! 자유의 기회가 올 때까지 열심히 살아있을 거야.”위 대사는 포드의 농장에서 엘라이자와 솔로몬의 다툼 중 인용한 것이다. 엘라이자와 솔로몬는 당시 남미로 잡혀 왔던 흑인 노예들을 대표하는 인물들이다. 엘라이자는 무기력하게 현실에 절망하여 그저 울음을 터뜨리는 나약한 노예들을 대표하고 있고, 솔로몬는 각박한 상황 속에서 포기하지 않고 살아남으려는 강인한 노예들을 대표하고 있다. 감독과 시나리오 작가는 무슨 의도로 이 장면을 삽입하였을까? 또 왜 포드와 엘라이자가 현실을 인식하는 태도를 대조시키고 말싸움을 하게 만든 걸까? 엘라이자와 솔로몬은 모두 과거에는 자유인이었지만 현재는 배우자와 자식들과 떨어져 외딴 농장에서 일을 하고 있는 처지이다. 그 동안 누렸던 행복과 물질적 부가 한 순간에 사라졌다는 상황을 고려할 때 아무리 정신이 강인한 사람이라도 충분히 엘라이자처럼 나약해지고 좌절할 수 있다. 하지만 결국 엘라이자는 정체 모를 곳으로 잡혀가 사라지고 솔로몬는 오래고 고된 노예 생활 끝에 결국 구조되어 가족의 품으로 돌아간다. 이를 통해 감독은 힘들고 어려운 상황 속에서도 포기하지 않는 정신력을 강조하고 있는 것 같다국 흑인 노예들도 일제강점기 때 우리 민족과 같은 마음가짐으로 살아왔을 것이다. 많은 흑인들이 노예에서 벗어날 수 있다는 희망을 잃지 않고 강인한 정신력으로 살아갔기에 노예제가 폐지되고 흑인과 백인이 친구가 되어 함께 지낼 수 있는 현재 미국이 건설될 수 있었을 것이다.팻시는 쇼 부인을 보면서 무슨 생각을 했을까?엡스의 농장에서 흑인 노예들이 노동력을 착취당하는 가운데 잊지 못할 장면이 또 하나 있었다. 바로 팻시와 이웃 농장의 쇼 부인의 티타임을 갖는 장면이다. 쇼 부인은 팻시와 같이 노예 신분이었지만 농장주의 신임을 얻고 농장의 안주인이 되었다. 같은 농장에서 노동하는 흑인과 달리 쇼 부인은 시종도 거느리면서 호화스러운 생활을 보내는데 이 모습이 팻시에게 많은 영향을 주었을 것이라고 예상된다.“채찍질 당하던 시절은 이제 가물가물하고 이젠 밭에 나가지도 않아. 전에는 시종 이였지만 이제는 시종을 거느리고 있지. 이게 가능한 이유는 쇼 나리가 나에 대한 애정을 공개화했고 나도 바람둥이든 아니든 그 장단을 맞추기 때문일세”엘라이자는 좋든 싫든 주인의 비위를 맞추어 신분상승을 이룬 흑인 노예의 전형이다. 그런 부인과 함께 마카롱과 케익을 먹으면서 팻시는 어떤 생각을 했을까? 자신의 처지와 너무나도 대조되는 쇼 부인의 모습을 보면서 부러움을 느꼈을 것이고 또한 농장에서 매일같이 목화를 따는 자신의 모습이 저주스럽고 농장 주인이 원망스러웠을 것이다. 그러는 한편 이 가혹한 현실에서 살아남고 편한 생활을 하려면 농장 주인의 노리개가 되어 주인에게 잘 보여야 한다는 생각도 하였을 것이다. 과연 팻시는 어떤 그 동안 자신에게 집적거린 엡스에게 마음을 열고 편한 인생을 살기로 결심했을까? 이 질문에 대한 답은 팻시가 채찍질을 당하기 전 엡스에게 부르짖는 장면에서 찾을 수 있다.“목화 500파운드, 그것도 매일! 여기서 제가 제일 많이 따요. 그럼 씻게라도 해주셔야죠. 더 바라지도 않아요”“나리는 집착으로 눈이 머신 거에요. 전 거짓말 안 해요. 절 죽이신다 해도 거짓말은 안시 여자노예들의 모습을 확인할 수 있다. 또한 쇼 부인과 팻시의 대조적인 모습을 보면서 당시 흑인이 어떻게 살아남을 수 있었는지 알 수 있다. 만약 우리가 에드윈 엡스같은 격한 농장주 아래에 있는 흑인 여자노예였다면 농장주에게 어떤 태도를 취해야 했을까? 우린 이 문제에 대해 진지하게 고민하여 행복한 현대에 살고 있다는 사실에 감사하고 반성해야 할 것이다.왜 감독은 솔로몬 노섭의 이야기를 가지고 영화를 만들었을까?15세기 대항해시대 때부터 1863년 노예해방선언이 발표되기까지 미국을 비롯한 많은 나라들이 아프리카 흑인 노예를 착취했으며 많은 사람들이 노예들이 겪었던 비참한 폭행, 차별 등은 많은 관심을 가졌을 것이다. 이에 노예제가 있던 시절을 잊지 말자는 메시지를 담은 많은 영화들이 만들어졌고, 이 영화들은 각각 수많은 시나리오와 수많은 주인공들과 함께 제작되었다. 그런데 많은 영화들이 아프리카에서 노예로 끌려온 흑인들을 주인공으로 삼고 있는 것과 대조되게 ‘노예 12년’이라는 영화는 뉴욕에서 살고 있던 자유민 흑인을 주인공으로 삼는다. 그렇다면 왜 이 영화의 감독 ‘스티브 맥퀸’은 왜 솔로몬을 주인공으로 삼고 또 그의 이야기로 영화를 만들었을까? 이 질문에 답하기 위해 우린 솔로몬이 백인 미국인과 다를 바 없이 같은 교육을 받고 같은 생활을 하면서 살아왔다는 점에 집중해야 한다. 영화 초에 솔로몬이 가족들과 함께 즐거운 시간을 보내고 백인 친구들과 친근하게 대화를 나누는 장면에서 솔로몬은 자신은 노예랑 아무 상관이 없는 자유인이고 자신이 절대 노예가 될 일도 없을 것이라고 생각했다. 하지만 청천벽력처럼 솔로몬은 한 순간의 실수로 남부로 끌려가 12년의 노예 생활을 하게 되고 지옥 같은 나날을 보낸다. 감독은 자유로운 생활을 하던 솔로몬이 하루아침에 노예가 되는 모습을 보여주면서 노예제가 얼마나 황당하고 비윤리적인지를 효과적으로 드러내고 있다. 또한 같은 나라지만 한쪽에서는 흑인들이 자유민으로 살아가고 또 다른 한 쪽에서는 노예제가 실시되어 흑인들이 비참하게어준다.

독후감/창작| 2024.07.28| 5페이지| 2,000원| 조회(87)

노예제도, 흑인인권, 노예12년, 비교역사학

미리보기

닫기
판매자 표지

[A+실험 보고서]고전역학 실험-뉴턴의 제 2 법칙

뉴턴 제 2법칙 실험3월 25일온도 20.1℃ 습도 24.0%고전 역학 실험 6분반 3조뉴턴의 제 2 법칙① 실험 목적물체의 속도가 일정할 때, 즉 속도의 변화가 0일 때와 가속하고 있을 때 물체에 작용하는 힘 확인하기.트랙에서 카트가 가속화될 때의 힘, 속도, 시간 데이터 수집하기그래프를 이용해 카트의 가속도 측정하기카트의 가속도와 카트에 작용하는 알짜 힘의 관계 확인하기.가속도와 힘 사이의 관계에 미치는 질량의 효과 학인하기.② 관련 이론힘과 가속도와 질량과의 관계를 나타내는 법칙으로, 자세한 내용은 다음과 같다. ① 물체에 작용하는 힘의 크기를 F, 가속도를 a라고 할 때 가속도는 작용하는 힘이 클수록 크다(a∝F). ② 또한 같은 크기의 힘이 작용하더라도 질량이 큰 물체일수록 운동 상태를 변화시키기가 어려우므로 가속도는 작아진다(a∝1/m). 위 두 식에서 a∝F/m이므로 F∝ma가 된다. 여기서 비례 상수를 k라고 하면 F∝kma가 되는데, 여기서 비례 상수 k가 1이 되도록 힘의 단위를 정하면 F=ma가 된다. 힘과 질량과 가속도의 관계식 F=ma를 운동 방정식이라고 하며 이 방정식을 풀면 운동에 관한 많은 것을 알 수 있다.무게가 각각 M,m으로 다른 두 물체를 실로 연결하고 도르래를 이용하여 왼쪽 그림과 같이 배치하였다.M_1의 알짜힘sum _{} ^{} F_1= M_1a = T_1M_2의~알짜힘sumF_2 = M_2a = M_2g-T_2위 두식을 연립하면a= {M _{2} g} over {M _{1} +M _{2}}이고T _{1} =T _{2} = {M _{1} M _{2} g} over {M _{1} +M _{2}}M_2T_2T_1M_1이번 실험에서는 카트와 힘센서와 추를 가지고 실험을 하게 된다.카트의 무게, 힘세서의 무게, 추의 무게를 각각M _{1} ,~M _{2} ,~ M_3 라고 하고 세 물체를 한 덩이로 간주하자.뉴턴 제 2법칙F=ma 에 의하여M_3g = (M_1+M_2+M_3)a 이고a= { M_3g} over {M_1 +M_2 +M_3}이다.또한 힘센서를 얹은 카트의 알짜힘은 카트에 가해지는 장력이므로 이 역시F=ma에 의해sum _{} ^{} F=T= {(M _{1} +M _{2} )M _{3} `g} over {M _{1} +M _{2} +M _{3}}이다.③ 실험 준비물버니어 데이터 수집 인터페이스로거프로 3 한글 프로그램버니어 힘 센서버니어 운동 센서실험용 줄추 세트, 역학 트랙버니어 역학 실험장치버니어 도르래전자저울(1kg)④ 실험 과정1. 인터페이스(LabQuest2)의 전원을 켜고 USB 케이블을 이용해 컴퓨터에 연결한다. 컴퓨터의 로거프로 프로그램을 실행시킨다,2. 운동 센서를 인터페이스의 디지털 채널에 연결하고 힘 센서는 아날로그 채널에 연결한다. 로거프로 프로그램에서 힘-시간 그래프와 속도-시간 그래프가 나타날 수 있도록 화면을 조정한다. 나중에 데이터를 분석할 때 속도-시간 그래프를 다시 나타낼 것이다.3. 데이터 수집을 위해 다음과 같이 설정한다.1) 실험 ▶ 데이터 수집 선택2) 데이터 수집 시간을 3초로 설정4. 힘 센서를 카트에 연결한다. 운동 센서를 운동 센서 브래킷에 연결하고 도르래 반대편 트랙 끝에 연결한다. 운동 센서의 스위치를 카트 모드에 놓는다. 도르래 브래킷에 도르래를 연결한다. 그리고 이 브래킷을 트랙 한 쪽 끝에 연결한다. 이 때 트랙에는 마찰이 거의 생기지 않게 트랙의 수평을 조절한다.5. 카트를 가속시키기 위해서 추의 무게를 어느 정도로 설정할지 토론한다. 카트, 힘 센서, 추의 전체 무게를 측정한다.6. 실험 메뉴 ▶ ‘0’을 선택하여 힘 센서의 영점을 잡는다. 영점을 잡을 때는 힘 센서의 고리에 추가 연결되어 있으면 안 된다.7. 추를 힘 센서에 연결하고 추가 바닥으로부터 약 30cm 정도 떨어질 수 있도록 카트의 위치를 잡는다. 카트의 시작점은 운동 센서로부터 최소한 20cm 이상 떨어져 있어야 한다. 데이터 수집 버튼을 누르고 카트를 놓는다. 추가 바닥에 떨어지기 전에 잡는다.8. 카트에 작용하는 힘을 측정하기 위해 힘-시간 그래프 상에서 카트의 속도가 부드럽게 변한 구간을 드래그하여 선택하고 분석 메뉴 ▶ 통계를 선택해서 평균값을 확인한다.9. 카트의 가속도를 확인하기 위해 속도-시간 그래프를 추가하고 속도-시간 그래프 상에서 속도가 부드럽게 변한 구간을 선택하고 선형 추세선을 실행시킨다. 추가 당기는 힘과 카트의 가속도 값을 기록한다.10. 이 추에 대해 비교적 꾸준한 힘-가속도 데이터를 세 번 획득할 때까지 7~9번의 내용을 반복한다⑤ 실험 결과종류카트힘센서질량513.11g91g추의 무게 m=99.5gFa10.84N1.26m/s^220.84N1.27m/s^230.84N1.26m/s^2평균0.84N1,26333333m/s^2힘(N)시간(s)속도(m/s)시간(s)추의 무게 m=20gFa10.197N0.29m/s^220.198N0.29m/s^230.196N0.26m/s^2평균0.197N0,28m/s^2시간(s)시간(s)추의 무게 m=49.5gFa10.448N0.73m/s^220.452N0.72m/s^230.446N0.74m/s^2평균0.449N0.73m/s^2시간(s)시간(s)⑥ 결과 분석이번 실험의 목적은 카트와 힘센서, 초음파 운동 센서, 질량추를 이용하여 시간에 따른 거리, 속도, 가속도의 데이터를 수집하고 실제로 뉴턴 제 2법칙에 부합하는지를 점검해보는 것이었다. 위 실험이론에서 밝혔듯이 카트와 힘센서와 질량추의 질량을 각각M _{1} ,~M _{2} ,~M _{3}이라 한다면 가속도는a= { M_3g} over {M_1 +M_2 +M_3}, 장력은sum _{} ^{} F=T= {(M _{1} +M _{2} )M _{3} `g} over {M _{1} +M _{2} +M _{3}}가 나와야한다.공식을 사용하여 질량추의 무게가 99.5g, 20g, 49.5g일 때의 가속도와 장력을 각각 계산하면질량99.5g20g49.5g가속도(이론값)1.380.310.74가속도(측정값)1.260.290.73장력(이론값)0.8370.1890.448장력(측정값)0.840.1970.449

자연과학| 2024.07.28| 6페이지| 1,000원| 조회(112)

실험, 물리실험, 뉴턴2법칙

미리보기

닫기
판매자 표지

[A+실험 보고서]고전역학 실험-진자의 주기, 진자운동 실험

고전역학실험[E2/219_고전역학/전자기학실험실]진자의 주기5월 6일 수요일온도 23.7° / 습도 33%물리 실험 보고서-진자운동6분반 3조진자의 운동① 실험 목적진자는 매우 규칙적인 운동을 한다. 그렇게 때문에 진자는 오랜 세월 동안 그리니치 천문대에서 천문학적 측정을 하는 시계의 중심으로 사용되어 왔다. 진자 운동 실험을 위해서 절제된 실험을 해야 한다. 실험을 할 때마다 한 가지 변수만을 바꾸면서 측정을 해야 한다. 절제된 실험을 수행하는 것은 실험의 기본원칙이다. 이 실험에서는 포토게이트를 이용하여 진자의 주기를 측정할 것이다.? 관련 이론그림은 질량중심을 통과하지 않는 임의의 축에 대하여 자유롭게 흔들릴 수 있는 강체(剛體)를 나타낸다. 이러한 배치가 작은 각 변위에 대하여 단순조화운동을 하는 물리진자를 구성한다. 물리진자의 실제적인 예는 사람의 팔과 다리를 들 수 있다.복합진자(複合振子)·실체진자(實體振子)라고도 한다. 시계의 추는 일종의 물리진자이다. 수평축(받침점)으로부터 물체의 무게중심까지의 거리를 h, 물체의 질량을 m, 받침점 둘레의 관성모멘트를 I라 하면 물리진자의 각속도는 다음과 같다.w= sqrt {{mgh}overI}그리고 진동주기 T는 다음과 같다.2pisqrt{{I}over{mgh}}이때 l을 그 진자의 등가단진자의 길이라 하고, 진자가 정지해 있을 때는 받침점에서부터 수직으로 l의 거리에 있는 점을 그 진자의 진동중심이라 한다. 진동중심을 새로운 받침점으로 하여 진동(振動)시키면, 전에 받침점이 있었던 곳이 진동의 중심이 된다. 가역진자(可逆振子)는 물리진자의 성질을 이용한 것이다.질량중심의 위치와 h가 알려지면 주기를 측정함으로써 강체의 관성모멘트를 결정할 수 있다.tau=I alpha-mg`l`sin theta=I { d^2 theta} over {dt^2 }APPROX mg `l`theta=I `{d^2 `theta } over {dt^2 }{ d^2 theta} over {dt^2 }`= `- { mgl} over {I }theta= `-omega^2 `theta{cases{&omega = sqrt {{mgl} over {I}} `#&I=ml ^{2}}} ```->``w= sqrt { { g} over { l} }T=2 pi sqrt { { l} over { g} }위 증명과정에서는theta가 0으로 근사한다고 가정하여{sin(theta)}over{theta} 가 1로 놓고 계산했다.하지만 실제 실험에서는theta=0이 아니기 때문에 위에서 증명한 식으로 놓고 계산할 시 오차가 필연적으로 발생할 수밖에 없다. 따라서 우리는theta를 0으로 근사시키지 않았을 때의 주기 공식을 유도하였고, 그 결과T=2pisqrt{{I theta}overmglsin(theta)이라는 공식이 도출되었다.? 실험 준비물버니어 데이터 수집 인터페이스H-스탠드 세트버니어 포토게이트 센서단진자 세트진자용 각도기고급 실험용 자로거프로 3 한글 프로그램? 실험 방법1. 랩퀘스트2 인터페이스의 전원을 켜고 USB 케이블을 이용해 컴퓨터에 연결한다. 컴퓨터의 로거프로 프로그램을 실행시킨다.2. 포토게이트 센서를 인터페이스의 디지털 채널에 연결한다.3. 데이터 수집을 위해 다음과 같이 설정한다.1) 실험>센서설정> Lab Quest 2:1 선택2)포토게이트 선택>진자 타이밍 모드 선택3)실험>데이터 수집 선택4. 진자를 스탠드에 연결한다.5. 순간적으로 진자를 포토게이트의 게이트 바깥으로 이동시킨다. 포토게이트가 막혀있을 때 로거프로 프로그램에서 ‘Block’ 으로 나타나는지 확인한다. 또한, 포토게이트의 게이트 사이를 손으로 막았을 때 ‘Unblock’으로 나타나는지 확인한다.6. 이제 진자의 주기 측정실험을 수행한다. 전자를 수직에서 옆으로 약 10도정도 당긴 다음 놓는다. 스집 버튼을 누르고 주기를 측정한다. 통계 버튼을 눌러 평균주기를 계산한다.? 실험결과1. 막대모양 물리진자를 사용했을 때각도(DEG)주기 측정값이론값절대오차상대오차(%)201.0361.0484292710.0124291.185514201.0351.0484292710.0134291.280894201.0321.0484292710.0164291.567037201.0341.0484292710.0144291.376275201.0331.0484292710.0154291.471656301.0431.0620026670.0190031.789324301.0441.0620026670.0180031.695162301.0431.0620026670.0190031.789324301.0441.0620026670.0180031.695162301.0451.0620026670.0170031.601401.0611.0815490730.0205491.899967401.0611.0815490730.0205491.899967401.0621.0815490730.0195491.807507401.0631.0815490730.0185491.715047401.0611.0815490730.0205491.899967▶막대모양 물리진자를 사용했을 때의 시간-주기 그래프2. 원판 모양 물리진자를 이용했을 때각도(DEG)주기 측정값이론값절대오차상대오차(%)200.8230.8401960.0171962.046708200.8240.8401960.0161961.927689200.8220.8401960.0181962.165728200.8230.8401960.0171962.046708200.8240.8401960.0161961.927689300.8380.8510740.0130741.536165300.8370.8510740.0140741.653663300.8350.8510740.0160741.888661300.8360.8510740.0150741.771162300.8370.8510740.0140741.653663400.8410.8667380.0257382.969537400.8470.8667380.0197382.277286400.8490.8667380.0177382.046536400.8480.8667380.0187382.161911400.8470.8667380.0197382.277286▶원판 모양 물리진자를 이용했을 때의 시간-주기 그래프3. 눈사람 모양 물리진자를 이용했을 때각도(DEG)주기 측정값이론값절대오차상대오차(%)200.9396570.9613150.0216572.252902200.9396570.9613150.0216572.252902200.9396570.9613150.0216572.252902200.9401570.9613150.0211572.20089200.9391570.9613150.0221572.304914300.949880.9737610.023882.452376300.949380.9737610.024382.503724300.949880.9737610.023882.452376300.950380.9737610.023382.401029300.949380.9737610.024382.503724400.9633410.9916830.0283412.857911400.9613410.9916830.0303413.059589400.9648410.9916830.0268412.706653400.9623410.9916830.0293412.95875400.9628410.9916830.0288412.908331▶눈사람 모양 물리진자를 이용했을 때의 시간-주기 그래프⑥ 결과 분석이번 실험의 목적은 물리 진자가 진자 운동하는 과정에서 진자의 운동 법칙을 따르는지를 알아보는 것이었다. 위 실험을 수행하기 위해 원모양, 눈사람 모양, 막대 모양의 다양한 시료를 이용하여 시료가 왕복하는데 걸리는 주기를 측정하였고, 로거프로 3을 이용하여 컴퓨터로 데이터를 해석하고 그래프를 그리는 활동을 하였다. 위 실험이론에서 밝혔듯이 진자의 운동에서 주기는T=2pisqrt{{l}overg을 따르고 위 실험에서는theta를 0으로 근사시키지 않았을 때의 주기 공식T=2pisqrt{{I theta}overmglsin(theta)을 사용하였다.실제 진자를 진동시키고 얻은 측정값과 공식으로 얻어낸 이론값을 비교해보니 0%~5%의 상대오차를 나타냈다. 정확하고 세심한 측정을 요구하는 물리실험에서 다양한 오차가 나타나는 것은 바람직한 일이 아니므로 오차가 발생했던 이유와 그에 따른 해결방안을 생각해보았다.(1) 진자의 진동 방향위 실험이론에서 구한 공식을 제대로 적용하려면 진자가 포토게이트와 수직으로 진동해야 한다. 하지만 물체 진자를 손으로 잡고 있다가 놓아서 측정을 하는 이번 실험의 특성상 진자를 잡고 있는 사람은 진자가 초토게이트와 수직으로 되어있는지 확인할 수 없다. 실험 과정에서 실제로 많은 경우에서 진자가 포토게이트에 수직으로 진동하지 않았고 그에 따른 오차가 발생했을 것이다. 이를 해결하기 위해 실험 파트너가 옆에서 지켜보면서 수평을 맞춰준다면 오차를 줄이는데 도움이 될 것이다.(2) 공기의 저항력위 실험이론에서 진자의 주기 공식을 증명할 때에는 공기저항이 존재하지 않는 이상적인 환경을 가정한 상태에서 증명하였다. 하지만 실제 실험실에서 실험을 할 때에는 공기와의 마찰이 발생할 수밖에 없으므로 필연적으로 오차가 발생할 수밖에 없다. 실제로 실험 결과에서 살펴보면 이론값보다 측정값이 다소 작은 값을 보이는 것을 확인할 수 있는데 이는 공기와의 마찰때문에 발생한 것으로 보인다. 이를 해결하기 위해서는 공기가 존재하지 않는 진공환경에서 실험하거나 공기에 의한 마찰계수를 구하여 공식에 포함시키는 과정이 필요할 것이다.

자연과학| 2024.07.28| 7페이지| 1,000원| 조회(171)

물리실험, 진자운동, 포토게이트, 진자주기

미리보기

닫기
판매자 표지

[A+실험 보고서]고전역학 실험-회전관성과 구심 가속도

1물리 실험 보고서고전역학실험[E2/219_고전역학/전자기학실험실]회전관성과 구심 가속도4월 29일 수요일온도 23.1° / 습도 61%6분반 3조? 실험 목적-회전장치, 시각시료, 원판시료, 고리시료 등의 회전관성을 측정한다.-질점시료들의 회전관성을 측정하고 평행축정리를 검증한다.? 관련 이론관성모멘트관성모멘트는 관성능률(慣性能率)이라고도 하며, 회전하는 물체가 그 때의 상태를 유지하려고 하는 에너지의 크기를 말한다. 관성모멘트는 I로 표시하고, 단위는 kg·㎡이다.회전운동을 병진운동과 비교하였을 때, 회전운동에서의 관성모멘트는 병진 운동에서의 질량과 유사한 성질을 갖는 물리량이다. 회전하는 물체가 회전을 계속하려는 성질인 회전 관성은 물체의 전체 질량과 질량분포 상태에 따라 달라진다. 따라서 관성 모멘트(I)는 물체가 외부의 토크에 얼마나 민감하게 반응하는지를 나타내는 양으로서, (각 입자의 질량)×(입자로부터 회전축까지의 거리)2 를 모두 더한 값으로 정의한다.다시 말해, 물체의 운동에서 강체를 작은 입자들의 모임이고, 이 강체가 각속력 w로 고정된 z축에 대해 회전하는 경우를 생각하자. 강체를 구성하는 각 입자의 질량m1,m2,m3,… 이 회전축으로부터의 거리를 r1,r2,r3,…라고 할 때,i번째 입자의 운동에너지는 다음과 같다.또한, 회전 강체의 전체 에너지는 각 입자의 운동 에너지의 합이므로, 회전 강체의 운동에너지는 다음과 같다.여기에서 w2 은 강체내의 모든 입자에 대해 같으므로, 괄호 안의 양을 관성모멘트로 정의하고 I로 표시한다.관성모멘트는 축 둘레의 질량분포에 따라 정해지는데, 강체의 질량이 회전축으로부터 떨어져서 분포하고 있을수록 크다. 플라이휠의 주변부를 크게 하는 것은 이 관성모멘트를 크게 하기 위한 것이다.또한, 회전 강체의 전체 회전에너지는 외부로부터 힘이 작용하지 않는 한 변하지 않으므로, 회전 도중에 관성모멘트가 변화하면 각속도가 변한다는 것을 알 수 있다. 관성모멘트는 강체를 매달아 여기에 진동을 가함으로써 측정할 수 있는데 회전관성▶실험에 사용된 회전시료들, 왼쪽에서부터 네모판, 원판, 도넛판1. 버니어캘리퍼스와 전자저울을 이용하여, 회전축 반경 및 각 시료의 길이, 질량을 측정하고 이를 기록한다.2. 회전관성 측정 실험장치를 실험테이블에 올려놓고 수평이 되도록 조정한다. 100~150g 정도의 추를 매달고 도르래의 높이를 조절하여 실이 회전판과 평행이 되도록 조정하여 고정한다. 실의 길이는 바닥에 닿지 않을 정도로 한다.3. 회전 센서를 인터페이스에 연결하고, 인터페이스는 컴퓨터에 연결하여 전용프로그램(로거프로)을 통해 작동을 확인한다.4. 회전 시험판에 아무 시료도 없는 상태에서 실을 천천히 감아 손으로 잡아 고정시키고 있다가 추를 자유낙하시키고, 추가 낙하하면 회전판을 손으로 잡아 정지시킨다. 추가 자유낙하하는 구간의 데이터만을 선택하여 그때까지의 시간, 각도 데이터를 측정, 기록하다.5. 위에서 구한 데이터를 가지고 시간에 따른 회전각도theta의 그래프를 그리고 추세선을 구한다. 추세선을 이용하여a/2`값을 구한다.6. 회전장치의 회전관성(I_0 )`을 구한다.7. 4~6의 과정을 3번 반복하여 회전장치의 회전관성을 구하고 이를 평균하여 회전장치 자체의 회전관성으로 한다.8. 회전 실험판에 사각판 시료를 올려놓고 위의 4~6의 과정과 같이 회전관성의 합을 구하고 위에서 구한 회전장치 자체의 회전관성을 빼어 시각판 시료의 회전관성을 구하고 이를 이론값과 비교하여 본다. 마찬가지로 위의 과정을 3회 반복한다.9. 회전 실험판에 원판 시료를 올려놓고 8의 과정과 같이 원판 시료의 회전관성을 구하고 이를 이론값과 비교하여 본다.10. 회전 실험판에 고리 시료를 올려놓고 8 의 과정과 같이 고리시료의 회전관성을 구하고 이를 이론값과 비교하여 본다.실험2 : 질점의 회전 관성두개의 원기둥 시료를 사용하였다.각각 15mm의 반지름과 42.7mm의 높이를 갖고 있으며 234g의 질량을 가지고 있다. 회전축으로부터 원기둥 회전시료까지의 거리를 조작하면서 회전 시료가 갖는 관성모멘트를 시간에 따른 회전각도(theta)`의 그래프를 그리고 추세선을 구한다. 추세선을 이용하여a/2`값을 구한다.3. 평행축 정리 시료를 포함한 회전관성의 합을 구하고 회전장치의 회전관성I_0 `을 빼어 평행축 정리 시료의 회전관성을 구한다.4. 평행축 정리 시료의 배열을 평행에서 직선, 혼합으로 바꾸어 가면서 평행축 정리 시료의 회전관성을 구하고 이들 값의 차이가 있는지 확인한다.실험 3 : 평행축 정리▶회전 시료가 가로로 배치될 때 세로로 배치될 때 교차되어 배열될 때 세가지 경우에 대해서 실험하였다.1. 회전 실험판 가장 안쪽에 평행축 정리 시료를 올려 놓고 실을 천천히 감아 손으로 잡아 고정시키고 있다가 추를 자유낙하시키고 추가 낙하하면 회전판을 손으로 잡아 정지시킨다. 추가 자유낙하하는 구간만의 데이터만을 선택하여 그때까지의 시간, 각도 데이터를 측정 기록한다.2. 위에서 구한 데이터를 가지고 시간에 따른 회전각도의 그래프를 그리고 추세선을 구한다. 추세선을 이용하여 식과 비교하여 각가속도의 값을 구한다.3. 평행축 정리 시료를 포함한 회전관성의 합을 구하고 회전장치의 회전관성(I_0)를 빼어 평행축 정리 시료의 회전관성을 구한다.4. 펑행축 정리 시료의 배열을 평행에서 직선, 혼합으로 바꾸어 가면서 평행축 정리 시료의 회전관성을 구하고 이들 값이 차이가 있는지 확인한다.? 실험결과실험1 : 물체의 회전관성실험각가속도각가속도 (보정값)추질량회전판 반지름회전판 모멘트(I _{0} )12.241.75840.10.0225750.010622.251.766250.10.0225750.010632.241.75840.10.0225750.0106실험전체 모멘트추 모멘트 (실제값)추의 모멘트(이론값)절대오차상대오차(%)10.0125310.0019310.001874160.0000564853.01389520.0124750.0018750.001874160.000000840.03025130.0125310.0019310.001874160.000056843.013895▶네모판 모양 회)추 모멘트(이론값)절대오차상대오차(%)10.015101080.0045010.0046272660.0001261842.72696720.015020050.004420.0046272660.0002072114.47804430.015349480.0047490.0046272660.000122212.641085▶도넛모양 회전시료에서의 회전관성▶도넛 모양 회전시료에서의 시간-각속도 그래프실험각가속도각가속도 (보정값)질량회전판 반지름회전판 모멘트(I _{0} )12.171.703450.10.0225750.010622.191.719150.10.0225750.010632.21.7270.10.0225750.0106실험전체 모멘트추 모멘트 (실제값)추 모멘트(이론값)절대오차상대오차(%)10.01293650.0023370.0022803710.0000561322.46152920.01281790.0022180.0022803710.0000624752.73968630.01275940.0021590.0022803710.0001209695.304794▶원판 모양 회전시료에서의 회전관성▶원판 모양 회전시료에서의 시간-각속도 그래프실험2 : 질점의 회전 관성중심으로부터의 거리추의질량반지름각가속도 보정값원기둥질량I _{0}0.040.10.0225751.766250.2340.01060.040.10.0225751.78980.2340.01060.040.10.0225751.78980.2340.01060.070.10.0225751.4130.2340.01060.070.10.0225751.420850.2340.01060.070.10.0225751.4130.2340.01060.10.10.0225751.05190.2340.01060.10.10.0225751.059750.2340.01060.10.10.0225751.06760.2340.0106전체모멘트원기둥모멘트원기둥모멘트 이론값절대오차상대오차(%)0.0124750.0009370.0009740.0000373.7987680.012310.0008550.0009740.0005190.0051430.0000470.9138640.0208250.0051130.0051430.000030.5833170.0206720.0050360.0051430.0001072.080498시간-각가속도 그래프-중심으로의 거리=4센티시간-각가속도 그래프-중심으로의 거리=7센티시간-각가속도 그래프-중심으로의 거리=10센티실험 3 : 평행축 정리각가속도전체모멘트세로배열가로배열교차배열세로가로교차1.781.791.780.0157820.0156940.0157821.781.791.780.0157820.0156940.0157821.771.791.780.0158720.0156940.015782회전시료모멘트세로vs가로 시료모멘트 비교세로vs교차 시료 모멘트 비교세로가로절대오차상대오차(%)절대오차상대오차(%)0.0025910.0025470.00004421.705881000.0025910.0025470.00004421.705881000.0026360.0025470.0000893.3766320.00008950.563903시간-각가속도 그래프-세로로 배치시간-각가속도 그래프-가로로 배치시간-각가속도 그래프-교차시켜 배치⑥결과 분석이번 실험의 목적은 다양한 회전시료가 회전운동을 할 때 일반적인 운동처럼 각가속도, 각속도의 관계가 유지되는지를 살펴보고 각각 회전시료의 관성모멘트를 수치적으로 계산하여 이론값과 비교해보는 것이었다. 위 실험을 수행하기 위해 버니어 캘리퍼스를 이용해 회전시료의 길이를 측정하고 회전 관성 실험세트와 포토게이트를 이용하여 시간에 따른 각속도와 각가속도를 측정하였다. 위 실험이론에서 밝혔듯이 회전시료는 일정한 각가속도로 낙하해야 하고 그 각가속도의 값은 다음과 같다.alpha={mRg-mR^2alpha}overI_0 (I_0=회전세트의 관성모멘트, m=질량추의 질량, R=회전세트에서 실이 감긴 바퀴의 반지름,alpha=각가속도)각가속도 (보정값)회전판 반지름회전판 모멘트(I _{0} )추 모멘트 (실제값)추의 모멘트(이론값)절대오차상대오차(%)1.75840.022.

자연과학| 2024.07.28| 10페이지| 1,000원| 조회(127)

관성모멘트, 물리실험, 물체의 회전관성, 질점의 회전관성, 평행점 정리

미리보기

닫기
판매자 표지

[A+실험 보고서]고전역학 실험-정역학 실험 (힘의 벡터 합성, 경사면에서의 힘, 도르래의 원리)

1정역학 실험3월 18일 수요일온도 : 20.7℃ 습도 : 40%정역학 실험실험1. 힘의 벡터 합성? 실험 목적힘의 벡터적 성질을 이해하고 평형 상태에서 벡터합이 0이 됨을 확인한다.경사면에서의 힘과 경사각의 관계를 확인한다.② 관련 이론물리적인 양은 스칼라량과 벡터량으로 대별된다. 스칼라량은 길이, 면적, 온도 등과 같이, 그 크기만으로 완전히 정의되는 양이며, 벡터량은 힘, 속도, 돌림힘 등과 같이 크기와 함께 그 방향을 지정할 때 완전히 정의되는 양이다. 스칼라량의 가감은 일반적인 대수산법에 따르지만, 벡터량의 가감은 벡터산법에 따른다.③ 실험 준비물힘센서와 인터페이스(LabQuest2)실험판디지털각도계와 각도계 부착 홀더질량추와 추걸이고정 도르래끈저울④ 실험 방법1. 힘센서를 그림과 같이 실험판에 부착하고, 인터페이스에 연결하여 작동을 확인한다.2. 질량추와 추걸이의 질량을 측정하고, 그림4와 같이 실을 이용하여 장비를 설치한다. 즉 힘센서와 추2가 추3과 평형을 이루도록 조정한다.3. 힘센서와 추2가 수평선과 이루는 각각의 각도(theta_1,theta_2)와 이때의 인터페이스의 눈금값을 N단위로 측정한다. 각도는 도르래에 각도기 부착 홀더를 장착하고 실과 평행하게 부착 홀더를 돌리고, 그때의 디지털 각도기의 값을 통하여 측정한다.4. 측정값과 이론식에서 계산된 값과의 차이를 비교한다.5. 각도를 바꾸어 가면서 반복 측정한다.⑤ 실험 결과theta_1=46.1DEG, theta_2=41.5DEGm _{1} g=0.95N#m _{2} g=0.182N#m _{3} g=0.465N#F`=`0.73Ntheta_1theta_2~m_1m_2m_3Fm _{1}을 기준으로m _{1}에 가해지는 힘을 x방향 y방향으로 분리를 시키고 실제로 알짜힘이 0인지 확인하였다.(위쪽 방향, 오른쪽 방향이 +)[이론값]y축 방향으로 가해지는 힘 =Fsin( theta _{1} )+(m _{2} +m _{3} )gsin( theta _{2} )-m _{1} g=0x축 방향으로 가해 +m _{3} )gcos( theta _{2} )-Fcos( theta _{1} )=0[측정값]y축 방향으로 가해지는 힘 = 0.004717Nx축 방향으로 가해지는 힘 = -0.021608N또한 실험서에 게시된 힘 F를 구하는 공식을 이용하여 측정된 데이터를 이용해 이론적인 F를 구하고 또 그값을 실제 측정된 F값과 비교하여 보았다.F_1 = sqrt{ F_2 ^2 + F_3 ^2 -2F_2 F_3 sin beta ▶힘 F를 구하는 공식F _{1}F _{2} F_3a DEGbetaDEG이론값(F _{1})참값(F _{1})절대오차상대오차(%)0.73N0.95N0.647N46.141.50.71N0.73N0.02N2.739⑥ 결과 분석이번 실험은 힘센서와 질량추를 이용해서m_1에 가해지는 힘벡터의 방향과 크기를 구하고, 또 그것이 또 이론값과 일치하는지 알아보는 과정에서 벡터의 분해와 합성을 이해하는 것이었다.m_1에 가해지는 힘들을 x방향 벡터와 y방향 벡터로 분해하여 따로 계산해 보았고m_1이 정지 상태이기 때문에 알짜힘이 0가 되야하므로 x방향 벡터와 y방향 벡터의 합이 0이 나와야했다. 계산 결과 x방향 벡터의 합은 0.004717N으로 이론값인 0과 매우 근사하였고, y축 방향 벡터의 합은 ?0.021608N으로 이론값과 다소 차이가 있었다. 오차의 원인으로는 힘센서에서 내려오는 줄이 추걸이에 수직으로 걸리지 않아 힘이 작게 측정되었을 가능성이 크다.(힘센서는 수직으로만 측정이 가능한 듯하다). 또한 실험서에 게시되어 있는 공식을 이용하여 F의 크기를 역추론 하여보았다. 계산 결과 0.02N의 절대오차와 2.739%의 상대오차를 보였고, 오차의 원인은 추의 진동에 의한 부정확한 측정이나 손떨림에 의한 각도기의 흔들림으로 추측된다.실험 2. 경사면에서의 힘① 실험 준비물힘센서와 인터페이스실험판회전 경사판구름질량(경사판용 원통 시료)디지털각도계끈② 실험 방법1. 힘센서를 그림과 같이 실험판에 부착하고, 인터페이스에 연결작동을 확인한다.2. 구름 질량(W)의서를 이용하여 측정할 수도 있다.3. 아래 그림과 같이 장치를 설치한다.4. 끈과 경사로에 의해 작용하는 힘을 계산하기 위하여, 경사판의 표면에 평행한 방향에 작용하는 힘은F _{xt`} =Wsin` theta 로 쉽게 계산된다. 여기서theta는 경사각이다. 초기 각도 10도 정도에서 경사판을 고정하고 이때의 경사각과 힘(F_xm)을 기록한다.5. 경사판의 경사각을 10도 정도씩 늘려가면서 90도까지 실험을 반복한다6. 측정된 데이터를 가지고 경사각(theta)와 힘(F_x)의 관계그래프, sintheta와 힘(F_x)의 관계그래프를 그린다. sintheta와 힘의 그래프를 통하여 그 선형성을 확인한다.③ 실험 결과구름질량 무게 = 1.69N~theta =10 DEG 에서~90 DEG 까지~10 DEG# ~간격으로~각도를~늘려가며#~그에~따른~힘의~크기를~측정하였다.F각도DEG10DEG20DEG30DEG40DEG50DEG60DEG70DEG80DEG90DEGsin(theta)0.1730.3420.50.6470.7660.8660.9390.9841F_xt이론값0.29N0.577N0.845N1.093N1.294N1.463N1.586N1.662N1.69NF_xt실험값0.28N0.571N0.834N1.092N1.277N1.467N1.545N1.619N1.619N절대오차0.01N0.006N0.011N0.001N0.023N0.004N0.041N0.043N0.071N상대오차(%)3.4%1.03%1.30%0.09%1.77%0.27%2.58%2.58%4.2%F_xt=Wsin(theta)-->경사판의 표면에 나란하게 작용하는 힘④ 결과 분석이번실험에의 목적은 구름질량을 경사면에 받치고 경사면의 각도를 달리하면서 그에 따른 힘센서의 힘 측정값을 수집하고 각도에 의한 힘의 이론값과 실체 측정값을 비교하는 것이었다. 경사판에 나란하게 아래방향으로 작용하는 힘의 크기가mgsin(theta)이므로 x축을 각도로 가지고 y축을 힘의 크기로 갖는 그래프를 그리자 마치0DEG~에서90DEG까지함수의 그래프와 비슷한 개형을 얻을 수 있었다. 수집된 데이터는 1~2% 사이의 상대오차를 보이면서 대체로 이론값과 일치하는 양상을 보였지만, 몇몇 데이터들은 다소 이론값들과 불일치하는 모습을 보였다. 이에 오차에 대한 원인을 고려해본 결과 몇 가지 원인을 추론할 수 있었다. 그래프의 개형을 살펴보면 각도가 커질수록 오차가 커지는 모습을 확인할 수 있는데 경사판이 받쳐주지 못하는 질량추의 진동이 더 심하기 때문에 측정이 부정확했던 것으로 보인다. 또한 측정값이 커지는 것에 비례하여 절대오차가 커지는 것을 고려할 때 각도가 커질수록 절대오차가 커지는 것은 나름 자연스러운 현상으로 추측된다.실험 3 : 도르래의 원리① 실험 이론바퀴에 끈이나 체인 등을 걸어 힘의 방향을 바꾸거나 힘의 크기를 줄이는 장치이다. 지렛대, 쐐기 등과 함께 힘의 전달기구로 쓰이며, 두레박, 기중기 등에서 도르래를 이용한다. 크게 고정도르래와 움직도르래로 나눌 수 있고, 둘을 혼합한 복합도르래도 있다. 고정도르래는 힘의 방향을 바꾸고, 움직도르래는 작은 힘으로 큰 힘을 내는 효과를 얻을 수 있다. 그러나 힘의 크기가 줄어든 만큼 당기는 거리가 길어지므로 일에는 이득이 없다.② 실험 준비물힘센서와 인터페이스실험판고정 도르래 : 3Ea움직 도르래 : 2Ea질량추 & 추걸이끈③ 실험 방법1) 고정도르래 실험1. 질량추의 무게를 측정 기록하여 둔다.2. 아래 그림과 같이 질량추를 사용하여 고정도르래 장치를 설치한다.3. 힘센서를 통해 매달린 질량에 의해 작용되는 힘을 측정 기록한다.질량추의 무게 =1.69Ntheta=30DEG,45DEG,60DEG,90DEG 네 가지 경우로 나누어 힘센서에 걸리는 힘의 크기를 측정해보았다.theta각도30DEG45DEG60DEG90DEG힘(이론값)1.69N1.69N1.69N1.69N힘(실험값)1.704N1.692N1.702N1.598N절대오차(N)0.014N0.002N0.012N0.002N2) 움직도르래 실험 (질량추의 무게=0.95N)1. 질량추의 무게를 측정 그림과 같이 질량추를 사용하여 움직도르래 1개인 경우, 2개인 경우 각각 장치를 설치한다.3. 힘센서를 통해 매달린 질량에 의해 작용되는 힘을 측정 기록한다.mm▶ 움직도르래가 1개일 때 ▶ 움직도르래가 2개일 때▷ F=0.435N ▷ F=0.222N④ 결과 분석 : 이번 실험은 먼저 여러가지 각도로 고정도르래를 설치하여 각도에 따라서 힘센서에 걸리는 힘이 어떻게 달라지는 지 조사하는 것이었고, 그 다음으로 움직도르래가 각각 1개, 두개일 때 힘센서에 걸리는 힘을 조사함으로써 움직도르래의 사용여부가 장력에 어떤 영향을 미치는지를 알아보는 것이었다. 먼저 첫 번째 실험에서 질량추를 여러 가지 각도로 바꿔가면서 추걸이에 걸어보았지만 모두 질량추의 무게 1.69N에 근사한 측정값을 보였다. 이는 실이 아무리 각도가 틀어져도 결국 힘센서에는 장력이 수직하게 걸리기 때문이라고 생각된다. 두 번째 실험에서는 질량추에 걸리는 힘이 양쪽 줄로 균일하게 분리되면서 질량추를 들어올리는 데 필요한 힘이 줄어드는 것을 관찰되었다. 도르래의 개수가 늘어날 때마다 필요한 힘이 1/2씩 줄어들어야 하는데 측정 결과 첫 번째 실험에서는 0.435N, 두 번째 실험에서는 0.222N으로 각각 도르래의 무게(0.95N)의 1/2값(0.475N)과 1/4값(0.2325N)과 근사한 수치를 보여주었다. 하지만 필요한 힘이 줄어드는 만큼 똑같은 비율로 줄의 이동거리가 증가하기 때문에 질량추를 고정시키는데 필요한 일의 크기는 변함이 없을 것이다. 두 실험 모두 크고 작은 오차를 보였는데 이는 도르레가 오래되서 녹스는 바람에 마찰력 때문에 힘의 손실이 있었거나 도르래에 실이 수직으로 걸리지 않아서 힘이 정확하게 전달되지 못했을 것이라고 추측된다. 또 두 실험 모두 움직도르래의 질량을 측정하지 않는 치명적인 실수를 범하였는데 움직도르래의 질량을 빼지 못하여 두 측정값 모두 실제 이론값보다 다소 상향된 것으로 추측된다. 다음 도르래를 사용하는 실험부터는 꼭 도르래들의 질량을 측정하여 같은 실수를 되풀이

자연과학| 2024.07.28| 8페이지| 1,000원| 조회(107)

뉴턴, 물리실험, 경사면, 벡터합, 힘벡터, 움직도르래

미리보기

닫기