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일반물리학(1)및 실험_ 뉴튼 제 2법칙

4. 뉴튼의 제 2법칙?. 뉴튼의 제2법칙 (가속도의 법칙): 물체에 작용한 힘은 물체의 질량과 가속도의 곱과 같다. F net = m a물체의 가속도는 알짜 힘에 비례하고 질량에 반비례한다.데이터 테이블목록값카트와 센서의 질량_M0.8288 kg추와 행거의 질량_m0.1548 kg가속도 (측정된 값)1.57±0.058 m/s2가속도 (계산된 값)a=mg/M+m=0.1548*9.8/0.9836=1.54 m/s2힘 (평균, 측정된 값)1.20 N힘 (계산된 값)F=(M+m)a=0.9836*1.54=1.514744 N1)가속도의 계산된 값과 측정된 값 사이의 퍼센트 차이는 어떠한가?%차이=|(측정값-이론값)/이론값|*100(1.57-1.54)/1.54*100≒1.95%2)힘의 계산된 값과 측정된 값 사이의 퍼센트 차이는 어떠한가?(1.20-1.51)/1.20*100≒25.83%3)계산되거나 이론적인 값과 측정된 값 사이의 차이점이 있는 것은 어떤 이유에서인가?- 마찰력을 무시하였기 때문에- 트랙이 완벽한 수평상태가 아니었기 때문에- 수레의 바퀴가 매끄럽지 않아 마찰력이 늘었다 줄었다 했기 때문에※ 실험 시 주의사항- 측정 전에 반드시 힘센서의 ‘Tare’버튼을 눌러 힘이 ‘0’이 되도록 한다.- 측정 전에는 힘센서에 힘이 가해지지 않도록 한다.- 줄이 동역학 트랙과 평행하도록 도르래의 높이를 조절해 준다.- 단위환산 (g→kg)* 고찰이번 실험에서는 힘센서와 운동센서를 이용하여 물체의 가속도를 측정하고 그에 적용되는 힘을 알아보는 실험을 하였다.여러 차례 실험한 결과 가속도의 측정된 값과 계산된 값의 퍼센트 차이가 약 1.95%로 오차가 거의 없었다. 그러나 힘의 퍼센트 차이는 약 25.83%로 큰 오차가 발생하였는데, 이러한 결과가 나온 이유를 몇 가지 생각해 보았다.첫째, 운동센서에 문제가 있어 측정에 오류가 발생하는 경우둘째, 줄이 동역학 트랙과 평행하지 않을 경우(트랙이 완벽한 평행상태가 아닐 경우)셋째, 측정 전 힘센서에 힘을 가하였을 경우넷째, 수레바퀴의 상태(또는 동역학 트랙의 상태)가 매끄럽지 않을 경우다섯 번째, 측정 전 'Tare'버튼을 누르지 않아 힘이 정확하게 측정되지 않을 경우그리고 마지막으로 마찰을 무시하였기 때문에 발생하는 오차가 있을 것이다.이 6가지 경우 중 우리 조의 실험과 비교하였을 때 이유로 생각할 수 있는 것은 먼저 트랙이 평행인지 알 수가 없었던 것이다. 이 점은 실험값에 큰 오차는 주지 않지만 실험 전 평형자를 이용하여 평형을 측정하는 것이 좋다. 다음으로 우리의 손이 기계가 아니기 때문에 측정 전 힘센서에 힘을 가했을 수 있다는 가정을 한다면 측정된 힘에는 오차가 발생할 수 있다. 그리고 마찰을 무시했던 점도 힘의 측정된 값에 영향을 줄 수 있었다. 마지막으로 수레바퀴와 동역학 트랙의 상태이다. 운동센서에는 큰 문제가 없었으나, Force Table을 자세히 보면 마찰력이 0.8-1.0N정도에서 1.2-1.4N정도로 늘어났다가 다시 0.8-1.0N정도로 줄어드는 패턴을 보이고 있다. 눈으로 확인해보았을 때에도 동역학 트랙과 수레가 닿는 부분이 매끄럽지 않고 울퉁불퉁하였다. 그리고 수레바퀴의 상태도 매끄러웠다고 장담할 수 없었다. 이러한 이유들로 힘의 측정값은 큰 오차가 발생했음을 알 수 있다.

공학/기술| 2011.04.26| 2페이지| 1,000원| 조회(458)

실험보고서, 일반물리학, 뉴튼 제 2법칙

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