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물리 마찰계수측정 예비레포트 평가A+최고예요

마찰계수 측정담당교수 :담당조교 :실험 목표 : 마찰력의 종류를 알고 마찰력의 크기를 다르게 하는 원인을 분석하고, 마찰계수를 구할 수 있다.실험 원리 : 한 물체가 다른 물체와 접촉하여 상대적인 운동을 하려고 할 때, 또는 상대적인 운동을 할 때, 그 접촉면의 접선방향으로 운동을 방해하는 힘을 마찰력이라 한다.최대 정지 마찰력과 운동 마찰력마찰력은 물체가 정지해 있거나 움직이고 있는 경우에 따라서 정지 마찰력과 운동 마찰력으로 구분한다. 위 그림은 물체에 작용하는 힘과 운동 상태를 나타내었다. 마루에 있는 무거운 상자를 밀 때, 어떤 한도의 힘에 이르기까지는 상자가 움직이지 않는다. 하지만 일단 상자가 움직이기 시작하면, 처음 상자를 출발시킬 때 필요했던 힘보다 더 작은 힘으로 상자를 움직이게 할 수 있다. 즉 위 그림과 같이 점차 작용하는 힘은 증가하여 한 정점을 이루고 운동시에는 그 힘이 작아졌다. 이러한 점을 최대정지마찰력이라 하고 그 이후에는 운동마찰력이 작용함을 보여준다. 마찰력의 크기는 접촉면의 크기와는 관계가 없고 접촉면의 상태에 따라 달라진다. 또, 접촉면에 수직한 수직항력에 비례한다.보통 운동마찰계수는 정지마찰계수보다 작다.실험 기구 및 장치 : 마찰계수 측정장치, 각기 다른 물체, 추걸이와 추실험 방법1) 수평면상에서의 마찰계수① 정지마찰계수 : 수평면 위에 물체를 올려두고 줄을 연결하여 물체가 움직일 때까지 힘을 점점 강하게 가하고, 물체가 움직이기 시작했을 때의 무게를 측정한다. 물체의 무게를 증가시키며 실험을 계속 해본다.② 운동마찰계수 : 물체가 등속운동을 하도록 힘을 가해 주었을 때(물체를 약간 밀어서 움직이게 하여 눈짐작으로 등속운동이 되게 하거나 등속운동을 정확히 알려면 시간 기록계를 사용한다.) 물체에 작용하는 힘을 측정한다. 운동마찰계수(μk)는 식 fk=μkN 에 의해 구한다.물체의 무게를 증가시키고 위의 실험을 반복해본다.2) 경사면상에서의 마찰계수 측정경사면의 접촉면에서 물체가 운동을 시작할 때와 운동을 하고 있을 때, 경사면의 기울기와 물체에 작용하는 힘을 측정하여 마찰계수를 구한다.① 미끄러져 내리는 경우 : 마찰이 있는 면 위에 물체를 놓고 기울이면 물체에 따라 특정 기울기가 되었을 때 물체가 미끄러진다. 이것은 물체에 작용하는 중력의 빗면에 평행한 분력이 면의 기울기와 함께 증가되어 마찰력이 최대정지마찰력에 도달한 후에는 빗면에 평행하게 작용하는 힘이 커져 물체는 미끄러지게 된다. 빗면에서 물체가 미끄러지기 시작하는 순간의 경사각(마찰각)을 세타라고 하면 정지마찰계수 μs=tanθ

공학/기술| 2011.10.17| 3페이지| 1,000원| 조회(638)

마찰계수측정, 예비레포트, 일반 물리학 실험

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물리 마찰계수측정 예비+결과레포트

마찰계수 측정담당교수 :담당조교 :실험 목표 : 마찰력의 종류를 알고 마찰력의 크기를 다르게 하는 원인을 분석하고, 마찰계수를 구할 수 있다.실험 원리 : 한 물체가 다른 물체와 접촉하여 상대적인 운동을 하려고 할 때, 또는 상대적인 운동을 할 때, 그 접촉면의 접선방향으로 운동을 방해하는 힘을 마찰력이라 한다.최대 정지 마찰력과 운동 마찰력마찰력은 물체가 정지해 있거나 움직이고 있는 경우에 따라서 정지 마찰력과 운동 마찰력으로 구분한다. 위 그림은 물체에 작용하는 힘과 운동 상태를 나타내었다. 마루에 있는 무거운 상자를 밀 때, 어떤 한도의 힘에 이르기까지는 상자가 움직이지 않는다. 하지만 일단 상자가 움직이기 시작하면, 처음 상자를 출발시킬 때 필요했던 힘보다 더 작은 힘으로 상자를 움직이게 할 수 있다. 즉 위 그림과 같이 점차 작용하는 힘은 증가하여 한 정점을 이루고 운동시에는 그 힘이 작아졌다. 이러한 점을 최대정지마찰력이라 하고 그 이후에는 운동마찰력이 작용함을 보여준다. 마찰력의 크기는 접촉면의 크기와는 관계가 없고 접촉면의 상태에 따라 달라진다. 또, 접촉면에 수직한 수직항력에 비례한다.보통 운동마찰계수는 정지마찰계수보다 작다.실험 기구 및 장치 : 마찰계수 측정장치, 각기 다른 물체, 추걸이와 추실험 방법1) 수평면상에서의 마찰계수① 정지마찰계수 : 수평면 위에 물체를 올려두고 줄을 연결하여 물체가 움직일 때까지 힘을 점점 강하게 가하고, 물체가 움직이기 시작했을 때의 무게를 측정한다. 물체의 무게를 증가시키며 실험을 계속 해본다.② 운동마찰계수 : 물체가 등속운동을 하도록 힘을 가해 주었을 때(물체를 약간 밀어서 움직이게 하여 눈짐작으로 등속운동이 되게 하거나 등속운동을 정확히 알려면 시간 기록계를 사용한다.) 물체에 작용하는 힘을 측정한다. 운동마찰계수(μk)는 식 fk=μkN 에 의해 구한다.물체의 무게를 증가시키고 위의 실험을 반복해본다.2) 경사면상에서의 마찰계수 측정경사면의 접촉면에서 물체가 운동을 시작할 때와 운동을 하고 있을 때, 경사면의 기울기와 물체에 작용하는 힘을 측정하여 마찰계수를 구한다.① 미끄러져 내리는 경우 : 마찰이 있는 면 위에 물체를 놓고 기울이면 물체에 따라 특정 기울기가 되었을 때 물체가 미끄러진다. 이것은 물체에 작용하는 중력의 빗면에 평행한 분력이 면의 기울기와 함께 증가되어 마찰력이 최대정지마찰력에 도달한 후에는 빗면에 평행하게 작용하는 힘이 커져 물체는 미끄러지게 된다. 빗면에서 물체가 미끄러지기 시작하는 순간의 경사각(마찰각)을 세타라고 하면 정지마찰계수 μs=tanθ운동마찰계수는 물체가 등속도로 내려운 때의 경사각을 측정하여 구한다.물체의 무게를 변화시켜서 위 실험을 되풀이 해본다.② 끌어올리는 경우 : 물체를 비탈면에 장치하고 끌어당겨 움직이기 시작하는 힘의 크기를 측정하여 정지마찰계수를 구하고, 운동마찰계수는 물체를 경사면에 따라서 일정한 속도로 끌어올리는 데 필요한 힘을 측정함으로써 구할 수 있다. 물체의 무게를 변화시켜서 위 실험을 되풀이하여 본다.◈실험 결과1) 수평면상에서의 정지마찰계수회물체의 무게(W) (g)물체가 움직이기 시작할 때 추+추걸이의 무게(Ws) (g)1236.480.62266.591.23276.6108.8마찰면의 재료 : 사포회물체의 무게(W) (g)물체가 움직이기 시작할 때 추+추걸이의 무게(Ws) (g)1269.791.02299.990.73370.6191.0마찰면의 재료 : 아크릴회물체의 무게(W) (g)물체가 움직이기 시작할 때 추+추걸이의 무게(Ws) (g)1269.7100.22320.6131.33280.1124.0마찰면의 재료 : 고무2) 미끄러져 내리는 경우의 정지마찰계수회물체의 무게(W) (g)물체가 움직이기 시작할 때의 경사각 (θ)1236.422°2257.020.5°3266.516°마찰면의 재료 : 사포회물체의 무게(W) (g)물체가 움직이기 시작할 때의 경사각 (θ)1269.736°2299.925.5°3320.412.5°마찰면의 재료 : 아크릴회물체의 무게(W) (g)물체가 움직이기 시작할 때의 경사각 (θ)1269.739°2299.933°3320.430.5°마찰면의 재료 : 고무3) 끌어올리는 경우의 정지마찰계수?경사각(θ) :회물체의 무게(W) (g)물체가 움직이기 시작할 때 추+추걸이의 무게(Ws) (g)1236.4191.62266.5202.23276.7211.0마찰면의 재료 : 사포회물체의 무게(W) (g)물체가 움직이기 시작할 때 추+추걸이의 무게(Ws) (g)1269.7220.92370.6332.13471.3421.6마찰면의 재료 : 아크릴회물체의 무게(W) (g)물체가 움직이기 시작할 때 추+추걸이의 무게(Ws) (g)

공학/기술| 2011.10.17| 6페이지| 1,000원| 조회(448)

레포트, 마찰계수측정, 일반 물리학 실험

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물리 힘의 평형 예비레포트

힘의 평형담당교수 :담당조교 :실험 목표 : 힘의 개념과 단위를 정의하고 힘의 합성대를 이용하여 몇 개의 힘이 평형이 되는 조건을 이해한다.실험 원리 : 어떤 물체가 외부로부터 힘을 받지 않아서 원래의 상태를 계속 유지하고 있을 때, 그 물체는 평형상태(알짜힘이 0)에 있다고 한다. 이러한 경우는 가속도가 0이므로 물체는 정지상태 또는 등속직선 운동상태에 있다. 힘은 크기와 방향을 가진다. 그 힘의 방향은 가속되는 방향과 같으며 벡터(vector)로 표시할 수 있다. 벡터로 표시하면 힘의 방향을 화살표의 방향으로 나타내고 힘의 크기를 화살표의 길이로 나타내어 다른 힘과의 합성 및 분해가 용이하다. 힘의 합성은 임의의 물체에 여러개의 힘이 작용할 때 여러 개의 힘이 동시에 작용하여 나타나는 하나의 힘으로 표현하기 위한 것이고, 반면 힘의 분해란 물체에 하나의 힘이 작요하는 것을 여러개의 힘으로 나누어 표현하기 위한 것이다. 따라서, 여러 힘을 받고 있는 물체가 평형상태에 있으려면 다음과 같은 두 가지 조건이 필요하다.(1) 제 1 평형조건 : 정역학적(정적, 선형적) 평형상태, 정지 또는 등속직선 운동상태를 유지하기 위해서는 모든 외력의 합이 0이 되어야 한다.(2) 제 2 평형조건 : 동역학적(동적, 회전적) 평형상태, 즉 정지 또는 등속회전 운동상태를 유지하기 위해서는 임의의 축에 관한 모든 힘의 모멘트, 즉 토크의 합이 0이 되어야 한다.이러한 힘을 벡터로 표시하여 벡터합을 구하는 데는 기하학적 방법(도식법, 작도법)과 해석법이 있다.1) 기하학적인 방법(도식법, 작도법)에 의한 벡터의 합성처음 하나의 벡터를 기준으로 잡고, 그 벡터의 끝점에 다른 벡터의 시작점을 놓는 식으로 합성하려는 벡터를 모두 넣는다. 결국 마지막 벡터의 끝과 맨 처음 기준이 되었던 벡터의 시작점을 이으면 모든 벡터의 합이 된다.2) 해석법(분해법)에 의한 합성방법두 벡터의 합은 sine과 cosine의 삼각법칙을 이용하여 해석적으로 구할 수 있다. 위 식에서 각 θ는 벡터 A와 B의 사이 각이다. 이 때 다른 힘 C가 A, B와 평형을 이루기 위해서는 벡터 R과 크기가 같고 방향이 반대인 힘을 작용시키면 된다.

공학/기술| 2011.10.17| 3페이지| 1,000원| 조회(502)

힘의 평형, 예비레포트, 일반 물리학 실험

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물리 힘의 평형 예비+결과레포트

힘의 평형담당교수 :담당조교 :실험 목표 : 힘의 개념과 단위를 정의하고 힘의 합성대를 이용하여 몇 개의 힘이 평형이 되는 조건을 이해한다.실험 원리 : 어떤 물체가 외부로부터 힘을 받지 않아서 원래의 상태를 계속 유지하고 있을 때, 그 물체는 평형상태(알짜힘이 0)에 있다고 한다. 이러한 경우는 가속도가 0이므로 물체는 정지상태 또는 등속직선 운동상태에 있다. 힘은 크기와 방향을 가진다. 그 힘의 방향은 가속되는 방향과 같으며 벡터(vector)로 표시할 수 있다. 벡터로 표시하면 힘의 방향을 화살표의 방향으로 나타내고 힘의 크기를 화살표의 길이로 나타내어 다른 힘과의 합성 및 분해가 용이하다. 힘의 합성은 임의의 물체에 여러개의 힘이 작용할 때 여러 개의 힘이 동시에 작용하여 나타나는 하나의 힘으로 표현하기 위한 것이고, 반면 힘의 분해란 물체에 하나의 힘이 작요하는 것을 여러개의 힘으로 나누어 표현하기 위한 것이다. 따라서, 여러 힘을 받고 있는 물체가 평형상태에 있으려면 다음과 같은 두 가지 조건이 필요하다.(1) 제 1 평형조건 : 정역학적(정적, 선형적) 평형상태, 정지 또는 등속직선 운동상태를 유지하기 위해서는 모든 외력의 합이 0이 되어야 한다.(2) 제 2 평형조건 : 동역학적(동적, 회전적) 평형상태, 즉 정지 또는 등속회전 운동상태를 유지하기 위해서는 임의의 축에 관한 모든 힘의 모멘트, 즉 토크의 합이 0이 되어야 한다.이러한 힘을 벡터로 표시하여 벡터합을 구하는 데는 기하학적 방법(도식법, 작도법)과 해석법이 있다.1) 기하학적인 방법(도식법, 작도법)에 의한 벡터의 합성처음 하나의 벡터를 기준으로 잡고, 그 벡터의 끝점에 다른 벡터의 시작점을 놓는 식으로 합성하려는 벡터를 모두 넣는다. 결국 마지막 벡터의 끝과 맨 처음 기준이 되었던 벡터의 시작점을 이으면 모든 벡터의 합이 된다.2) 해석법(분해법)에 의한 합성방법두 벡터의 합은 sine과 cosine의 삼각법칙을 이용하여 해석적으로 구할 수 있다. 위 식에서 각 θ는 벡터 A와 B의 사이 각이다. 이 때 다른 힘 C가 A, B와 평형을 이루기 위해서는 벡터 R과 크기가 같고 방향이 반대인 힘을 작용시키면 된다.실험 기구 및 장치 : 힘의 합성대, 추, 수준기, 그래프 용지실험 방법①합성대의 수평을 확인한다.②임의의 질량을 추걸이 A에 올려놓고 나머지 추걸이에 적당한 추를 달고 각도를 조절하여 평형상태가 되도록 맞춘다.③평형이 되었다는 생각이 들면 중앙의 가락지를 흔들어보고, 이 때 다시 중앙에 정지되는 것이 확인되면 세 추의 질량과 각각의 각도를 기록한다.④같은 실험의 추를 질량을 바꿔가며 실험한다.⑤실험의 결과를 기하학적 방법과 해석법으로 구한 값과 비교해 본다.◈실험 결과1) 실험 결과 데이터횟수ABCmA(g)θA(°)mB(g)θB(°)mC(g)θC(°)151.0051.112650.92382151.8081.3146111.32043171.60132.4138121.72302) 이론값 계산 (mA,, mB, θC 를 이용하여 mC 예측)① 도식법 (선의 길이는 상대적인 것임)② 해석법식 :데이터 1==== 46.35데이터 2==== 95.86데이터 3==== 114.933) 실험값과 이론값 사이의 퍼센트 오차 구하기퍼센트 오차(%) =×100데이터 1 :데이터 2 :데이터 3 :◈토 의우리가 실제로 실험을 할 때 이론값과 다른 결과값이 나오게 되는 것은 인간이 하는 실험이라면 불가피하게 생기는 ‘오차’가 있어서이다.

공학/기술| 2011.10.17| 6페이지| 1,000원| 조회(716)

레포트, 힘의 평형, 일반 물리학 실험

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옴의 법칙 실험 예비레포트

- 일반 물리학 및 실험 6주차옴의 법칙교수님조교님물리학 및 실험:0. 옴의 법칙옴의 법칙은 간단히 말해서 전류의 세기는 두 점 사이의 전위차에 비례하고, 전기 저항에 반비례한다는 법칙이다.이는 1826년 독일의 물리학자 옴이 발견해서, 옴의 법칙이라고 명명되었다. 이 법칙은 전기회로 내의 전류, 전압, 저항 사이의 관계를 나타내는 중요한 법칙이라고 할 수 있다.수식으로 나타내면로 나타낼 수 있다.이는 흔히라고 나타내어지기도 하는데, 물론 둘 다 맞는 말이긴 하지만 엄밀히 따졌을 때 전자의 것이 정확한 것이고, 후자의 것은 이를 변형한 식이라고 할 수 있다.1. 실험 목표주어진 저항의 양 끝의 전위차의 변화에 따른 전류의 변화, 전압이 일정할 때 저항의 변화에 따른 전류의 변화, 전류가 일정할 때 저항의 변화에 따른 전압의 변화를 실험을 통해 알아보는 것이 이 실험의 목표이다.2. 실험 원리어느 저항체의 양단에 걸리는 전압 V와 이에 따라 흐르는 전류 I 사이에는 아래와 같은 식이 성립한다. 즉, 전류 I는 가해준 전압 V에 비례한다.위에서 보았던 옴의 법칙을 간단하게 나타내주는 수식이다. 회로에서 필요로 하는 전류는 전압을 변화시키거나 저항을 변화시킨다. 회로 구성에 있어서 여러 개의 저항으로 구성된 경우에서 저항체들은 그 연결방법에 따라 두 가지로 구분된다. 직렬 연결법과 병렬 연결법이 있는데 합성 저항의 양상이 매우 다르다.위 그림의 왼쪽 직렬연결에서 합성저항 Rs는또, 위 그림의 오른쪽 병렬연결에서 합성저항 Rp는여기에서 전류는 단위시간동안 어떤 도선의 단면을 수직으로 통과하는 전하량으로서 단위는 암페어(Ampere)이며, A로 표시한다. 전압은 단위 전하가 갖는 전기적인 에너지로 단위는 볼트(Volt)이며 V로 표시한다.저항의 단위는 옴의 법칙으로부터 얻을 수 있는데,이므로 단위는 V/A이고 이것을 Ω(Ohm)으로 표시한다.3. 실험 기구 및 장치멀티미터(Multimeter) = 테스터(Tester)전압계 & 전류계 겸용으로 사용할 수 있음전원 공급장치 혹은 배터리 (PSU or Battery)저항(고정 저항/가변 저항)Ohm의 법칙 실험기4. 실험 방법[실험 1] 저항 R이 일정할 때 전압과 전류와의 관계(1) 위 그림과 같이 회로를 장치한다. 이 때의 스위치는 열려(Off)있어야 하며, 붉은색의 단자는 +, 검은색의 단자는 -로 연결한다.스위치 : 전원 스위치스위치 : 가변 저항 연결 스위치로서 회로에 많은 전류가 흐를 때 가변 저항을 조절하여 전류의 양을 조절할 수 있다.ⓐ 실험은 전류계와 전압계 혹은 멀티미터(Multimeter)를 사용한다.ⓑ 전류계, 멀티미터(Multimeter)의 Range를 mA(전류계)로 맞춘다.ⓒ 회로 연결에 있어서 항상 전류계는 직렬로 연결하고 전압계는 병렬로 연결한다.(2) 전력 공급 장치 왼쪽의 가변 전압계는 전압을 10V가 되도록 맞추고 전류장치는 최대로 돌려놓는다.(3) 회로를 제대로 구성했으면의 스위치는 연결(On)한다.(4) 회로의 저항 R은 20kΩ으로 연결하고 전압계의 눈금은 5V를 가리키도록 한다.(5) 실험 과정 (3)에서 가변저항기를 좌우로 움직여 전압계가 5V 단위로 올라가도록 하여 그때마다의 전압과 전류를 읽는다.(6) 실험과정 (3), (4) 에서 저항을 각각 2kΩ, 3kΩ, 4kΩ, 5kΩ 으로 바꾸어 실험을 반복한다.(7) 이상의 5가지 경우에 대한 Data 로 저항이 일정할 때의 전압과 전류의 관계를 표로 작성하고 그래프로 그린다.[실험 2] 전류 I 가 일정할 때 전압과의 관계(1) 위 그림과 같이 회로를 장치한다.(멀티미터-Multimeter 를 이용하여 연결한다.)(2) 가변저항기를 한쪽 끝으로 이동시킨 후 스위치를 연결(On)시킨다.Multimeter 에 연결된 전류 I를 3mA로 가변 저항기를 이용해서 맞춘다.(3) 회로의 전류를 3mA보다 조금 크게 맞추고 저항을 각각 1kΩ, 2kΩ, …, 5kΩ 으로 바꾸어가며 전압을 측정한다.저항을 바꿀 때마다 전류를 다시 조정해야 한다.(멀티미터-Multimeter의 눈금은 소수점 둘째자리가 5이상이 되지 않도록 해서 값을 읽는다.)(4) 위의 과정 (2)에서 전류를 5mA, 7mA로 하여 같은 요령으로 반복 실험한다.[실험 3] 전압 V가 일정할 때 전류와 저항의 관계(1) 위 그림과 같이 회로를 장치한다.(3~300V까지 잴 수 있는 전압계를 연결해서 값을 측정한다.)(2) 스위치를를 연결(On)하고 가변저항기를 시계방향으로 돌려 전압계 눈금이 0.5V에 오도록 한다. 이 때의 저항은 1kΩ 에 연결되어 있어야 하고, 이 때의 전류를 읽는다. 또 저항을 바꾸어 각각 1kΩ, 2kΩ, …, 5kΩ 에서도 같은 방법으로 전류를 읽는다.

공학/기술| 2010.11.17| 9페이지| 1,000원| 조회(1,570)

물리, 물리실험, 일반물리실험, 일반물리학실험, 옴의법칙, 예비리포트, 예비레포트

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