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힘의 평형 예비 보고서

1.이 실험의 목적은 무엇인가?① 한 질점에 작용하는 여러 힘의 합력을 실험으로 구할 수 있다.② 순힘(Net Force)의 뜻을 알고, 순힘을 벡터 계산법으로 구할 수 있다.③ 질점의 평형조건을 기술할 수 있다.④ 힘의 합성대를 조작하여 여러 힘을 받는 한 질점을 평형 상태에 있도록 할 수 있다.2.측정치 계산에 이용되는 관계식들을 기본 이론에서 찾아 각각의 물리적 의미를 설명하시오.○ 질점물체의 운동을 생각할 때 전체로서의 병진 운동에만 주목하고 물체의 변형이나 회전을 생각하지 않는 경우가 있다. 이러한 경우에는 물체를 하나의 점으로 대표하게 하고 그 물체가 갖는 여러 성질 중 질량만을 생각하면 된다. 이와 같이 질량을 갖는 점이라는 형식으로 추상화한 - 또는 모형화한 - 물체를 질점이라 한다.원자와 같은 작은 것에 대해서 그 내부 구조를 생각할 때는 질점이 아닌 다를 질점계로 생각하며 지구와 같이 큰 것에 대해서도 태양 주위의 공전만을 다룰 때는 질점으로 간주한다.질점의 위치를 나타내기 위해서는 좌표계를 적절하게 정해야 하고 직각좌표(x,y,z), 극좌표(,,), 원통좌표(,,z) 등 문제에 알맞는 좌표를 사용하여야 한다. 어느 경우에도 일반적으로 3개의수치들이 필요하기 때문에 질점의 자유도는 3이다. 운동이 1개의 평면내에 한정된 경우에는 직각좌표(x,y)나 극좌표(,)와 같이 2개의 수치만으로 표시할 수 있다.질량이 운동하면 이들 좌표는 시간 t의 함수로 변화한다. 수학에서는 x=f(t)와 같이 이것을 나타내지만, 문자의 종류를 절약하기 위해서 물리에서는 x(t)와 같이 나타내는 경우가 많다. x(t),y(t),z(t)를 알면 t의 모든 값에 대해서 구한 (x,y,z)를 나타내는 점들을 연결한 것이 그 질점의 궤도가 된다. x=x(t)와 y=y(t)에서 t를 소거해서 x와 y의 관계 y=F(x) 또는 G(x,y)=0을 정하면 이것이 궤도의 방정식이 된다.○ 벡터질점의 위치가 P에서 P로 변하면 P을 기점으로 하고 P를 종잠으로 하는 화살표로 변위를 나타낸다. P과 P의 거리가 변위의 크기의며, 화살표의 방향이 변위의 방향이다. 변위 PP이며, 이것을 다음과 같이 나타낸다.PP=PP+PP (1,1)변위라 할 때는 크기와 방향만에 주목하고 어디에서라고 하는 것에 대해서는 묻지 않으므로 변위 PP는 화살표 PQ를 나타내고 있다고 생각해도 무방하다. 따라서 변위의 합성은 잘 알려진 평행사변형의 법칙에 따른다는 것을 알 수 있다.변위와 같이 크기와 방향으로 정해지고 평행사변형의 법칙에 따르는 것을 벡터라 한다.질점의 위치 P를 나타내기 위해 원점 O와 P를 연결하는 OP로 주어지는 위치벡터를 사용하는 경우가 많다. 이 경우에는 기점 O가 특별한 의미를 갖고 있으므로 화살표를 이동시켜서는 안 된다. 이와 같은 벡터를 속박벡터라 할 때도 있다. 보통의 벡터(자유벡터라 한다.)도 화살표로 표시하는 일이 많지만 화살표의 위치는 의미를 갖지 않으며, 길이(벡터의 크기에 비례한다)와 방향 및 향만이 의미를 갖는다.이 책에서는 일반적으로 벡터를 굵은 문자로 A와 같이 쓰고, 그의 크기(양의 실수값)에 대응되는 것은 가는 문자 A로 나타내기로 한다. A의 크기를와 같이 나타내기도 한다. A=이다. 벡터에 수치를 곱한 aA는 a가 양의 수일 때는 A와 방향과 향이 같고 크기가 aA인 벡터를 나타내며, a가 음수일 때는 크기가이고 A와 반대의 향을 갖는 벡터를 나타내는 것으로 약속한다.좌표계 O-xyz를 정하였을 때는 x축, y축, z축의 방향을 갖는 길이가 1인 벡터 - 단위벡터라 한다 -를 정할 수 있 으므로 이들을 i, j, k라 한다. 평행사변형의 법칙을 역으로 사용하면 벡터 A는 x, y, z방향을 갖는 3개의 합으로 나타 낼 수가 있다. 그림 1.4에서 다음 관계가 성립한다.A=OS+OR=OP+OQ+OR한편OP=Axi, OQ=Ayi OR=Azk라 쓸 수 있으며, 따라서A=Axi+Ayi+Azk (1.2)이다. 여기서 Ax, Ay, Az는 실수(양수, 음수 또는 0)이며, A가 주어지며 일의적으로 정해진다. 반대로 3개의 실수 Ax, Ay, Az가 주어지면 식 (1.2)에 의해서 벡터 A는 유일하게 정해진다. 이와 같이 벡터는 3개의 실수들로 나타낼 수 있다. Ax, Ay, Az를 벡터 A의 x성분, y성분, z성분이라 부른다.직각좌표 x, y, z는 각각 위치벡터 r의 x성분, y성분, z성분이라 생각할 수 있다. 이때 원점은 특별한 의미를 갖는다. 일반적인 벡터에서는 i, j, k의 방향만의 의미를 갖는다. 벡터 A의 크기와 성분 사이에는 다음의 관계가 성립한다.A=(1,3)2개의 벡터의 합 - 평행사변형의 법칙에 따른 합 -을C=A+B (1.4a)와 같이 나타낼 때 성분들 사이에는 다음과 같은 관계가 성립한다(그림 1.5).Cx=Ax+BxCy=Ay+By (1.4b)Cz=Az+Bz벡터 - B는 B의 - 1배 - 즉 크기는 B=와 같고 B의 방향과 반대인 벡터 - 이기 때문에 차이 A - B는 A+(-B)라 생각하면 된다. 그의 성분은 Ax - Bx, Ay - By, Az - Bz이다.○ Vector의 가법두 벡터 A와 B, OP와 OQ를 합하여 새로운 벡터 C를 얻는 셈을 두 벡터의 합성이하 하는데, 벡터 연산법(演算法)에서는 다음과 같이 정의한다. 즉 그림 2-4와 같이 OP와 OQ를 두 변으로 하는 평행사변형을 그려서 O와 R을 맺는 벡터 OR을 구하고 이것을 벡터 C하고 하면A+B=C (2-1)이다. 이러한 가법을 평행사변형법(平行四邊形法)이라 한다. 이때 주의할 것은 A,B는 모두 한 점 O를 시점으로 해야 햐며,C도 O를 시점으로 표시한다.벡터의 가법은 다음과 같이 하여도 결과는 같게 된다는 것을간단히 알 수 있다. 즉 벡터 A를 그리고 A의 종점에서 시작하여 벡터 B를 그린다음 A의 시점에서 B의 종점에 이르는 새로운 벡터 C를 구하면 이것이 A와 B를 더한 벡터이다. 이 가법을 삼각형법(三角形法)이라 한다. 또한 벡터 A에 B를 더한 벡터 A에 B를 더한 벡터 C의 크기는 그림 2-6에 나타난 있는 바와 같이 도형 적으로도 구할 수 있다. 합벡터 C의 크기 C는 여현(餘弦)의 정리에 따라C==(2-2)이다. C와 A사이의 각는==(2-3)의 관계식으로부터 구할 수 있다. 두 벡터 A와 B를 합성하여0벡터가 되는 경우 삼각형법을 써서 알수 있는바와 같이 B는A와 크기가 같고 반대 방향인 벡터임을 알 수 있다. 이 때 벡터 B를 -A라고 약속한다. 즉 A+B=0이면, B=-A이다.여러 개의 벡터를 합성하려면 그림 2-7과 같이 삼각형법을 반복하여 구하면 된다. 벡터의 가법에 대하여A+B=B+A (交換의 法則) (2-4)(A+B)+C=A+(B+C) (結合의 法則) (2-5)이 성립함을 쉽게 증명할 수 있다.벡터 A와 B의 차는 A에다 -B벡터를A-B=A+(-B)와 같이 벡터적으로 합하면 된다.또한 그림 2-8과 같이 A와 B의 시점을 맞추고 B의 끝 점에서 시작하여 A의 끝점에 이르는 벡터를 그리면 이 벡터가 A-B가 된다. 이 벡터를 X라 하면 그림에서 B+X=A임으로 X=A-B가 되기 때문이다.○ 벡터의 분해와 합성도형적 방법에 의한 벡터의 합성은 두 개 이상 여러 개의 벡터를 합성하려고 할 때에는 그 연산과정이 복접허고 불편하다. 보다 편리한 방법은 합성하려는 벡터들을 미리 결정된 좌표축에 따른 성분벡터로 분해한 다음 성분별로 합성하여 합 벡터를 구하는 방법이다.벡터 F를 그림 2-10과 같이 xy직각좌표 방향으로 분해(直角分解)하면, x, y방향으로의 분력 Fx 및 Fy는Fx=FcosFy=Fsin(2-7)가 된다.벡터 F의 크기 및 방향는F==tan=,=tan-1(2-8)가 된다.간단한 기하학적 고찰에 의하여, 두 개의 벡터 A, B의 합인 A+B에서는 x, y방향으로의 성분이 각각 (Ax+Bx), (Ay+By)가 됨을 알 수 있다. 이것은 세 개 이상의 벡터 합성에도 성립되는 것으로서, 이 성질을 이용하면 해석적으로 여러 개의 벡터를 합성할 수 있다. 즉, 합성하려는 벡터가 A, B, C 일 때,

자연과학| 2011.05.26| 5페이지| 1,000원| 조회(441)

힘의 평형, 물리 실험 보고서, 물체운동, 변진 운동

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포물선 예비 보고서

1. 이 실험의 목적은 무엇인가?포물선 운동하는 물체의 가속도를 측정하고, 이로부터 물체가 이동한 거리를 이론적으로 구하여 실험적으로 이동한 거리와 비교한다.2. 측정치의 계산에 이용하는 관계식들을 기본 이론에서 찾아 각각의 물리적 의미를 설명하시오.○ 포물선 운동지표면의 물체는 지구 중심 방향으로 중력을 받고 있기 때문에 수평 방향으로 던져진 물체나 비스듬히 던져 올린 물체는 포물선을 그리며 낙하하는 것을 볼 수 있다.지표면에서의 중력과 같이 일정한 힘(크기와 방향이 일정)이 작용하는 공간에서 힘의 방향과 어떤 각도로 던져진 물체는 모두 포물선을 그리는 운동을 한다.지표면 근처에서의 포물선 운동(projectile motion)은 평면 내에서 일어나는 등가속도 운동이며, 이 운동의 가속도는 연직 아래 방향의 일정한 가속도 g이다.(1) 포물선 운동의 분석포물선 운동은 수평(x축) 방향 운동과 연직(y축) 방향 운동으로 분해하여 생각하면 각 방향의 힘(분력)이 그 방향의 운동에 관계하므로 서로 독립된 직선 운동을 동시에 하고 있는 것과 같은 모양이 된다.공기의 저항을 무시하면 포물선 운동하는 물체는 수평(x) 방향으로는 힘을 받지 않으므로 수평 방향의 가속도는 0이다. 따라서, 수평 방향의 속도는 변하지 않고 등속 직선 운동(등속도 운동)을 한다.연직(y) 방향으로는 중력만을 받으므로 연직 하방의 가속도 g(중력 가속도)인 등가속도 직선 운동을 하며 자유 낙하나 연직 아래나 위로 던진 운동을 한다.(2) 수평 방향으로 던진 물체의 운동수평 방향으로 던져진 물체는 수평 방향으로는 등속 직선 운동(등속도 운동)을 하고 있고, 연직 아래 방향으로는 자유 낙하 운동을 하고 있다.① 물체에 작용하는 힘과 운동의 해석수평으로 초속도 v0로 던진 물체는 수평 방향으로는 힘을 받지 않고 연직 아래 방향으로만 줄역 F=mg를 받는다. 이로 하여 물체에 작용한 힘 F와 가속도 a, 초속도 v0, 변위를 s를 x, y 방향으로 분해하였을 때 각각으 성분을 Fx, Fy, ax, ay, v0x, v0y, x, y라고 하면 다음과 같이 표시된다.수평(x) 방향연직(y) 방향힘Fx=0(=max)F=mg(=may)가속도ax=0(등속도 운동)ay=g초속도v0x=v0v0y=0(자유 낙하)운동공식x=v0xt=v0xtvy=gt, y=gt2, 2gy=vy2② 시간 t 초 후의 속도(v)수평 방향(x 방향)은 등속도 운동이고 연직 방향(y방향)은 자유 낙하 운동을 한다. 시간 t초 후의 물체의 속도 v의 x성분과 y성분을 각각 vx, vy라고 하면vx=v0(등속도 운동), vy=gt(자유낙하)따라서 t초 후의 속도 v는 다음과 같다.크기 : v==방향 : tan==③ 시간 t초 후의 위치(x, y)시간 t초 후의 위치 x, y는 다음과 같다.등속도 운동 : x=v0t자유 낙하 : y=gt2④ 운동 경로의 식위 두 식에서 시간 t를 소거하면 경로의 식은 다음과 같다.y=g()2=x2(포물선의 방정식)⑤ 지면 도달 시간지유 낙하하는 시간과 같다. 따라서 높이 h에서 떨어질 때h=gt2에서 t=⑥ 수평 도달 거리낙하 시간 t동안 등속도 운동을 하므로 수평 도달거리 R는R=v0t=v0⑦ 지면 도달 속도지면 도달 속도 v의 수평 성분은 vx=v0이고 연직 성분은 vx=gt=이므로 속도 v와 수평 방향이 이루는 각을라고 하면v==tan==3. 기구 및 장치(1) 경사판(2) 수준계(3) 철구(4) 먹지(5) 그래프 용지(6) 접착 테이프4. 본 실험의 수행 과정을 블록 다이아그램(block diagram)으로 작성하시오.실험대 위에 경사판을 놓고, 적당한 경사각이 되게 다리 높이를 조절하여 수준계가 x축 방향에 대해 수평이 되게 한다.작은 나사로 되어 있는 다리를 조절하여 경사판이 안정되게 놓이도록 한다.그래프 용지를 종축방향의 굵은 표지선과 경사판위의 표시선이 일치하도록 하여 고정한다.직각골이 나있는 경사판을 그래프 용지의 횡축방향의 표지선과 일치되게 고정하고 초기속도를 조절하기 위하여 고정대를 적당한 위치에 고정시킨다.

자연과학| 2011.05.26| 3페이지| 1,000원| 조회(140)

포물선 운동, 포물선, 물리 실험 보고서

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포물선 결과 보고서

2. 결과 및 논의이번 실험은 포물선 운동하는 물체의 가속도를 측정하고, 이로부터 물체가 이동한 거리를 이론적으로 구하여 실험적으로 이동한 거리와 비교하는 것이다.포물선 운동은 수평(x축) 방향 운동과 연직(y축) 방향 운동으로 분해하여 생각하면 각 방향의 힘(분력)이 그 방향의 운동에 관계하므로 서로 독립된 직선 운동을 동시에 하고 있는 것과 같은 모양이 된다. 공기의 저항을 무시하면 포물선 운동하는 물체는 수평(x) 방향으로는 힘을 받지 않으므로 수평 방향의 가속도는 0이다. 따라서, 수평 방향의 속도는 변하지 않고 등속 직선 운동(등속도 운동)을 한다. 연직(y) 방향으로는 중력만을 받으므로 연직 하방의 가속도 g(중력 가속도)인 등가속도 직선 운동을 한다.이번 실험에서 시간 t는 우리가 임의로 정한 새로운 단위이다. 포물선 운동하는 물체는 수평 방향으로 등속 직선 운동을 하기 때문에 단위 시간당 이동 거리가 같다. 따라서 이번 실험에서 시간 측정이 어렵기 때문에 임의의 사간 단위를 새로 만들었다. 그러나 임의의 시간 단위로도 물체가 연직 방향으로 등가속도 운동을 한다는 것을 증명할 수 있다.첫 번째 열은 철구가 굴러내려 가는 동안의 시간 간격으로써 이번 실험에서 새로 정한 시간 단위이다.두 번째 열은 이 시간 간격 동안 철구가 굴러내린 거리이며 종축의 좌표이다.세번째 열은 s를 t로 나눈 평균속도이다.네번째 열은 시간간격 t에서의 속도로, 이 실험에서 초기속도가 0이므로 평균속도의 2배이다.다섯번째 열에 가속도이다.이번 실험에서 우리 조는 철구의 자취가 두꺼운 선으로 나타나기 때문에 오차가 발생할 것이라 생각하였다. 그래서 처음의 실험은 철구를 한 번 굴려 오차를 작게 하려고 하였다. 그러나 일정한 시간 간격 동안의 가속도의 변화는 일정하지 않았다. 실험 결과 평균가속도(ay)의 값과 두 번째 열에서 측정한 거리를 비교한 결과 단위 시간 1,2에서는 측정한 거리보다는 크게 나왔고, 단위시간 3,4,5,6에서는 측정한 거리보다 작게 나왔다.처음에 우리 조는 수평 방향으로 평형이 이루어지지 않은 것으로 생각했으나 수준계는 정확히 수평을 이루었다. 그래서 우리 조는 이번 실험의 오차는 철구와 공기와의 마찰, 철구와 경사판의 마찰에 의해 발생한 것으로 생각하였다.3. 질문(1) 경사판의 각도를1에서2로 높여 이 실험을 했다면 측정된 가속도값은 몇배 증가하는가?일때의 힘은 mgsin이다. 힘은 뉴턴의 제 2법칙 에 의해 F=ma이다. 즉 mgsin에서 질량 m을 소거 하면 가속도 a는 gsin이다.즉1일 때의 가속도는 gsin1이다.또,2일 때의 가속도는 gsin2이다.그러므로2일때의 가속도는1일때의배의 가속도를 갖게 된다.

자연과학| 2011.05.26| 2페이지| 1,000원| 조회(116)

포물선 운동, 포물선, 물리 실험 보고서, 경사판

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평형상수 결과 보고서

시험관 번호혼합 용액의 처음 농도, M색이 같아졌을 때의 높이Fe3+SCN-10.20000M0.002M20.08000M0.002M7.5cm30.03200M0.002M6.5cm40.01280M0.002M4.8cm50.00512M0.002M2.8cm실험결과실험 A. 평형상수의 결정1. 실험 결과1번 시험관의 처음 높이 : 8cm2번 시험관의 처음 높이 : 7.9cm3번 시험관의 처음 높이 : 8cm4번 시험관의 처음 높이 : 7.8cm5번 시험관의 처음 높이 : 8cm1번 시험관 Fe3+의 처음 농도 : 0.20000M2번 시험관 Fe3+의 처음 농도 :=0.08000M3번 시험관 Fe3+의 처음 농도 :=0.03200M4번 시험관 Fe3+의 처음 농도 :=0.01280M5번 시험관 Fe3+의 처음 농도 :=0.00512MFe3+가 a이고 SCN-가 b가 된다.2. 평형농도 및 평형상수C×l=C'×l'이므로2번 시험관 : 0.0020×7.5=C2×7.9 C2=0.00193번 시험관 : 0.0020×6.5=C3×8 C3=0.00164번 시험관 : 0.0020×4.8=C4×7.8 C4=0.00125번 시험관 : 0.0020×2.8=C5×8 C5=0.0007이다.또한 [FeSCN2+]시험관번호[FeSCN2+][Fe3+][SCN-]K10.0020M20.0019M0.07810M0.0001M243.2830.0016M0.03040M0.0004M131.5840.0012M0.01160M0.0008M129.3150.0007M0.00442M0.0013M121.82가 x이고 [Fe3+]이 a-x, [SCN-]이 b-x이다. K=이므로2번 시험관은 K=243.28, 3번 시험관은 K=131.58, 4번 시험관은 K=129.31, 5번 시험관은 K=121.82이다.3. 실험에서 구한 K값을 이용하여 시험관 1의 표준용액에 대해 평형상태에서 남아 있는 SCN-의 농도를 계산하고, 처음에 가한 SCN-가 모두 FeSCN2+로 변하였다는 가정의 타당성을 검증하여라.Fe3++SCN-?FeSCN2+0.2 0.002 00.2-x 0.002-x xK=K=5번 시험관의 K값을 대입121.82=121.82=121.82x2-25.60764x+0.048728=0x=0.00192따라서 반응결과 거의 SCN-가 모두 FeSCN2+로 변하였다는 가정이 타당하다.4. 색을 띤 화학종이 FeSCN2+이 아니라 Fe(SCN)2+라고 가정하여 실험 결과를 검토해 보아라.Fe3++2SCN-?Fe(SCN)2+a bK==5번 시험관 :=93710.67FeSCN2+로 실험했을 때보다 훨씬 큰 K값이 나왔다. 이는 정반응이 더 우세하여 이러한 결과가 나온 것 같다.5. 산-염기의 정의1) Svante Arrhenius산 : 산은 수소를 포함하고 물과 반응하여 히드로늄 이온을 샐성하는 분자 또는 다원자 이 온이다.염기 : 염기는 물속에서 히드록시이온을 생성하는 분자 또는 이온이다.2) 아레니우스산 : 수용액에서 H+을 내어 산성을 나타내는 물질이다.염기 : 수용액에서 OH-을 내어 염기성을 나타내는 물질이다.

자연과학| 2011.05.26| 3페이지| 1,000원| 조회(187)

시험관, 물리 실험 보고서, 평행상수, 혼합 용액

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쿨롱의 법칙 예비 보고서

1.실험제목쿨롱의 법칙2.실험목적쿨롱의 법칙은 두 전하의 크기에 비례하고 두 전하 사이의 거리의 제곱에 반비례하는 힘으로 나타난다. 두 잔하 사이의 힘을 측정하여 쿨롱의 법칙을 확인한다.3.이론-쿨롱프랑스의 쿨리학자 전기학자로 금속선의 탄성과 비틀림을 연구하던 중 정밀한 비틀림 저울을 고안하여 전하를 띤 물체 사이에 작용하는 힘과 자석의 간극간에 작용하는 인력과 척력을 측정함으로써 쿨롱의 법칙을 발견하였다. 쿨롱의 법칙은 전하 사이에 작용하는 인력과 척력은 두 전하량의 곱에 비례하고 거리의 제곱에 반비례하단 것이다. 이 비틀림 저울은 케번디시가 만유인력 상수를 구하는 데에도 사용되었다. 측정 방법은 같은 부호의 전하인 경우에 비틀림 저울의 금속선을 비틀고 그 금속선의 복원력과 전하 사이 거리의 관계를 조사함으로써 85년 전하 사이의 척력이 거리의 제곱에 반비례한다는 것을 발견했다.-쿨롱의 법칙1785년 프랑스의 물리 학자인 쿨롱이 비틀림 저울을 사용해서 실험에 의해 발견한 기본 법칙. 균일한 매질 속에 떨어져 정지하고 있는 2개의 점전하 사이에 작용하는 힘은 그것들을 잇는 직선에 따라 작용하고 그 힘의 크기는 전하의 곱에 비례하며 전하 사이의 거리의 제곱에 반비례한다는 것. 이 법칙속의 힘은 전하만에 의거한 것으로 쿨롱힘이라고 한다. 2개의 점전하를 q, q' 점전하 사이의 거리를 r라고 할때 힘의 크기는 다음과 같다.f= k q q'/k는 비례 상수이고 CGS정전기 단위를 사용하면 1이 된다.-유전률유전 상수라고도 한다. 즉 c/의 비이다. 유전체의 성질을 나타내는 기본 상수이다. 유전율, 전기 편극 P, 전기 변위 D, 전기장의 세기 E와 사이에는 D = E + P =E 의 관계가있다. MKSA단위계에서는 특정한 하원과 수치가 정해지므로 절대 유전율이라 하고 진공에서의 유전율과의 비를 비유전율이라 한다. 유전율은 전기장에서의 주파수에 의해 변화학다. 이것을 분산이라 한다. 빛의 주파수에 대한 유전율은 굴절률의 제곱과 같다. 유전율은 온도 압력에 의해서도 변화한다.-가우스의 법칙전기장 안의 어떤 폐곡면을 통해서 밖으로 향하는 전전속(全電束)은 그 곡면 안의 전전하(全電荷)와 같다는 법칙이다. 쿨롱의 법칙의 다른 표현이기도 하며, 전하가 있을 때 전기장의 세기를 구하는 경우에 자주 쓰인다. 가우스의 법칙은 비록 쿨롱의 법칙을 다시 쓴 것에 불과하지만, 가우스의 법칙을 사용하면 어떤 경우에는 쿨롱의 법칙을 써서 직접 구하는 것보다 아주 쉽게 전기장을 구할 수 있다. 여기서 어떤 경우란 전하 분포가 아주 대칭적이어서 그 주위의 전기장도 대칭적인 경우이다. 예를 들면 구 모양의 전하 분포나 구 껍질 모양의 전하 분포와 같이 구 대칭성을 갖는 경우이다. 여기서 유념해야 할 것은 가우스의 법칙은 비대칭적인 전하 분포와 임의의 닫힌 면에 대해서 모두 성립하지만 단지, 대칭적인 전하 분포에 대해 대칭적인 가우스 면(가우스의 법칙을 적용하는 닫힌 면)을 택할 때에는 그 용도가 크게 나타난다는 점이다.지금 임의의 폐곡선 S로 둘러싸인 하나의 영역 V를 생각하자. S의 표면에 있는 각 점에서의 전기장의 세기를 E라 하고, 그 점에서 면 S의 법선 n의 방향의 E의 성분을 En이라 하면,가 성립된다. 여기서 ε0 은 진공의 유전율(誘電率), ρ는 영역 V 안에 있는 각 점의 전하밀도이다.결국로 나타낼수 있다.-대전체물체가 전하를 가진 상태가 되는 것을 대전한다 하고 대전하고 있는 상태에 있는 물체를 대전체라 한다. 물체가 전하를 가진 상태가 되는 것은 전자가 드나들어 물체가 가진 전자가 너무 많거나 또는 부족하거나 하기 때문이다. 대전체가 계속 전하를 가지고 있을때에는 전하가 흐르지 않도록 주위와 절연되어 있어야한다.

자연과학| 2011.05.26| 3페이지| 1,000원| 조회(325)

쿨롱, 쿨롱의 법칙, 물리 실험 보고서

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