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경사면에서의 운동(등가속도 운동) 결과 보고서

5. 실험 Data 분석 및 결과1) 실험값 및 계산(1)경사각(°)횟수추세선식(S)가속도중력가속도오차(%)101회281162064.72회14081017.83회17810304.72151회495191094.92회351136038.43회436169071.7201회407119021.22회416122024.13회441129031.5251회533126028.52회585139041.23회476113014.9301회108021501192회585117019.33회4769522.91(2)경사각(°)횟수이동거리(cm)이동시간가속도()중력가속도오차(%)101회44.9150.567279161064.02회45.3640.83313175323.23회46.9910.700192110012.6151회39.5520.400494191094.72회43.9610.500352136038.53회45.1510.467414160063.1201회50.730.500406119021.02회51.1220.500409120021.93회48.7390.466449131033.8251회42.4910.40053126028.12회46.9330.400587139041.53회46.3250.434492116018.6301회34.8990.300776155058.12회32.4380.40040581017.33회38.2710.43440681317.22) Data 분석위의 실험 및 계산 (1)부터 살펴보도록 하겠다. 계산 (1)의 10도에 해당하는 1번 실험의 오차는 2번, 3번에 비하여 크다는 것을 알 수 있다. 이는 첫 실험은 그 이후의 실험에 비하여 정교하지 못했다는 것을 알 수 있다. 그리고 실험이 2번에서 3번으로 갈수록 정교해졌을 또한 알 수 있다. 다음으로 15도에 해당하는 실험은 잘못된 실험이었다고 말할 수 있다. 평균 오차 68.3으로 50%를 훨씬 넘은 오차이기 때문이다. 그리고 20도에 해당하는 실험은 15도와는 상반되게 평균오차 25.5로 계산 (1)중 가장 정교한 실험이었다. 여기서 오차의 평균을 구해 본다면 25도 실험과 30도 실험도 비슷한 오차를 갖을 것이다. 하지만 표준편차가 가장 작은 20도 실험이 가장 정교하다고 할 수 있다. 25도와 30도 실험은 표준편차 즉, 특정 횟수의 실험의 오차범위가 크게 나왔음이 아쉬울 따름이다.다음으로 계산 (2)에 대하여 이야기 하겠다. 계산 (2)의 계산값은 전체적으로 계산 (1)의 값과 비슷하므로 계산 (2)와 계산 (1)의 오차에 관해서만 논하겠다.10도15도20도25도30도회수1회2회3회1회2회3회1회2회3회1회2회3회1회2회3회(1)64.717.84.7294.938.471.721.224.131.528.541.214.911919.32.91(2)64.023.212.694.738.563.121.021.933.828.141.518.658.117.317.20.75.47.90.20.18.60.22.22.30.40.33.7612.014.3다음에 해당하는 표를 보면 알 수 있듯이 (1)과 (2)의 차이는 전체적으로 미세한 차이를 보이고 있다. 그러나 여기서 30도 실험 결과 중 1번째 실험의 오차 범위가 61로 가장 크게 나타나고 있다.3) 고찰그렇다면 오차가 발생하는 이유는 무엇일까? 일단 처음에 시작할 때 수평을 잡는 과정에서 오차가 발생할 수 있다. 좌우의 수평 및 정확한 각도를 정교하게 조작 하는 것이 힘들기 때문이다. 또한 I-CA라는 프로그램 자체에 있어서도 사람의 두 눈의 의존한 두 점의 거리를 구하기 때문에 오차가 발생할 수 있다. 다른 각도보다 각도조절이 힘든 30° 다시 말하자만 30°를 손쉽게 형성할 수가 없었다. 그리고 또한 Puck의 경사면을 타고 내려 올 때 초기 속도를 모르는 것이 가장 크다고 할 수 있다.

자연과학| 2009.05.06| 9페이지| 1,000원| 조회(1,799)

결과보고서, 경사면에서의 운동, 고찰, 결과레포트, 경사면, 오차발생요인, 결과리포..

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역학종합실험장치 결과 보고서

5. 실험 Data 분석 및 결과1) 용수철 상수 구하기1-1) 계산값구분12345678910질량걸이 질량(g)추의 질량 (g)20406*************60180200늘어 난 길이(cm)0.1150.1650.2170.2660.3150.3680.4160.4650.5150.5650.625무게(dyne)1*************0**************************00*************45001-2) 그래프39200 dyne/cm = (about)기울기1-3) Data 분석위의 용수철 상수 구하기 실험은 추의질량의 차이가 정해져 있으며 공식 또 한 나와 있기 때문에 큰 어려움 없이 실험을 진행할 수 있었다. 하지만 늘어난 길이 즉 용수철의 변위의 차이가 크지 않은 소수점 세자리수의 숫자이기 때문에 그래프에서도 볼 수 있듯이 차이가 있음에도 불구하고 그래프 기울기의 변화가 거의 보이지 않는다.1-4) 고찰용수철 상수 구하기 실험을 보다 정확하고 편리하게 하기위해서는 용수철 저울 눈금의 단위가 더욱 작은 것을 사용하거나. 늘어난 길이의 단위 즉, 용수철의 변위 단위를 mm로 교체하여서 실험을 한다면 그래프의 기울기 변화를 보다 한눈에 알아보기 쉬울 것 이다.2) 경사면(힘)2-1) 계산값표3경사각(°)6.*************.37816.153900409016.855916.*************.05719.478400616905.964035.2*************.5659표4경사각(°)(dyne)(dyne)15.42940039166-7.121618.93920047774-4.929138.68820092016-1.058738.798000119790-5.002522.65880073627-5.5982표5경사각(°)(dyne)(dyne)20.448510179573-28.73127.81371216947-5.275723.993296175162-15.2472-2) Data 분석표3, 표4, 표5, 모두 전체적으로 볼 때 오차가 크게 나왔다. 표3의 평균 오차는 7.7642%, 표4의 평균 오차는 -4.7420%, 표5의 평균 오차는 -16.4179%로 표5에 해당하는 실험이 가장 못한 실험이라고 평가할 수 있다. 그리고 표4번에 해당하는 실험이 평균 오차가 가장 낮으므로 그나마 가장 잘 된 실험이라고 평가할 수 있다. 특히 표4에 해당하는 실험중 3번째 실험이 이 실험에서 가장 잘 된 실험이었다.2-3) 고찰이 실험에서 무엇보다 오차에 가장 많은 영향을 미치는 것 은 각도라고 할 수 있다. 이는 각도에 의한 오차가 많이 발생한다는 의미다. 그러므로 각도를 좀 더 정확하게 제야 한다. 또 한 수평을 맞히는 것 또한 오차에 영향을 미친다. 이를 맞추지 못한다면 힘의 평형이 되지 않기 때문에 원하고자 하는 힘의 크기를 구하지 못하게 되는 것이다. 그러므로 이의 실험에 사용되는 자석의 세기를 적절하게 하여서 수평을 좀 더 맞추기 용이하게 만들뿐만 아니라. T자를 이용한다든지 수평을 맞추기 위하여 최선을 다해야 할 것 이다. 그리고 마지막 요인으로 실에 의하여 발생하는 마찰력이 있다.3) 미끄럼마찰3-1) 계산값질량(g)수직항력(dyne)(dyne)ABCABC*************9600196000.263080.210470.2**************************000.241330.241330.1**************************000.43580.282000.128183-2) Data 분석이 실험에서는 A와 B의 값이 같고 C의 값만 다르게 나와야하는 실험이었다. 마찰면의 면적과 관계없이 값이 일정히 나와야 하며, 재질이 변하였을 때만이 그 값이 변하는 실험이기 때문이다. 하지만 위 계산 값을 보면 알겠지만 2번 실험만 해당하고 나머지는 그렇지 않았다. 이를 통하여 이 실험이 잘못되었다는 것 을 충분히 짐작 할 수 있다.3-3) 고찰그렇다면 위와 같은 잘못된 결과가 나오게 된 이유는 무엇일까? 이는 일차적으로 추 질량의 다양성이 부족했기 때문이다. 추 질량의 크기차이가 10정도가 되었기 때문에 10미만의 질량변화가 불가능하였다. 그렇기 때문에 정확히 평형을 맞추지 못하고 대략적인 힘의 평형을 맞추었기 때문에 이러한 결과가 나왔다고 생각한다. 그리고 C의 결과같이 확연하게 많이 차이가 나는 이유는 테이프의 노후로 인하여 거의 마찰력이 없어 졌다고 해도 과언이 아닐 정도로 잘 미끄러졌다. 그러므로 정확한 실험을 위해서는 테이프도 새로 뜯어서 해보아야 할 것 이다.

자연과학| 2009.05.06| 6페이지| 1,000원| 조회(425)

물리, 리포트, 결과보고서, 결과, 경사면, 역학종합실험장치, 용수철상수, 오차발생요..

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역학종합실험장치 예비 보고서

1. 실험 목적1) HOOKE의 법칙 ? HOOKE의 법칙을 알아보고 용수철 저울을 이용하여 힘의 크기를 측정하고 이의 원리를 파악 할 수 잇다.2) 경사면(힘) ? 실생활에서 일반적으로 경험 할 수 있는 경사면에 관련된 힘을 실험을 통하여 알아보고 이의 원리를 파악하여 실생활에 예를 찾아보고 그를 이해할 수 있다.3) 미끄럼마찰 ? 경사면(힘)에 부가적으로 미끄럼 마찰의 원리를 알아봄으로서 경사면(힘), 미끄럼마찰을 좀 더 심도 있게 이해 할 수 있다.4) 경사면(일과 에너지) ? 경사면(힘), 미끄럼마찰을 탐구했으므로 이를 통하여 경사면에서의 일과 에너지와 관련된 통찰적인 흐름을 파악 할 수 있다.2. 원리 및 이론1) HOOKE의 법칙 - 힘의 크기는 뉴턴의 제2법칙(F=ma)에 의해 질량을 알고 있는 물체의 가속도를 측정함으로써 힘의 크기를 알아 낼 수 있다. 하지만 이는 쉽지 않으므로 한 물체에 두 힘이 작용하여 힘의 평형을 이루었을 때 두 힘은 크기는 같고 방향을 반대인 원리를 이용한 용수철을 이용하여 이에 추를 매달았을 때에 추에 작용하고 있는 힘인 중력과 물체에 의하여 발생한 힘의 평형을 변형 조절하며 용수철이 늘어난 길이를 측정하면 늘어난 길이는 힘에 비례한 다는 것을 알 수 있다. 이것이 바로 HOOKE의 법칙인 것이다. 즉, HOOKE의 법칙을 이용하면 용수철 상수(K)를 한 번 정하면 길이(x)의 변화를 측정함으로써 다른 힘의 크기를 측정할 수 있다.2) 경사면(힘) ? 경사면에서 무거운 짐(원치)를 끌어올리기 위해서는 경사면의 각도에 따라서 얼만큼의 힘을 가해야 하는지를 실제 크기의 경사로와 원치를 만들어서 문제를 해결하거나, 이미 알고 있는 피타고라스 법칙과, 삼각함수를 통하여 자료를 얻을 수 있다.3) 미끄럼 마찰 ? 미끄럼을 방지하는 두 물체 사이의 상호 작용은 한편으로 표면들 사이 불 균일에 기인하며 또 다른 한편으로 분자 수준의 상호 작용에 기인함을 알고, 이를 운동하고 있는 두 물체 사이에 미끄럼을 막는 힘 즉 미끄럼 마찰의 몇 가지 실험에 적용하여 보자. 이때 수직항력(마찰블록과 경사면 사이에 작용하는 수직 방향 힘을 조정하기 위하여 마찰 블록 위에 무게가 W인 질량을 올려놓을 수 있다. 접촉면의 재질 마찰블록의 A면과 B면을 이용하면 나무가 경사면과 접촉하는 재질이 되고 C면을 사용하면 두 끈의 테이프만이 경사면에 접촉하는 것이 된다.)과 접촉면A,B,C(경사면과 접촉하고 있는 마찰 블록의 A,B,C면을 이용하여 접촉면을 조정할 수 있다.)이 변수가 된다.4) 경사면(일과 에너지) ? 지렛대와 마찬가지로 경사진 면은 무거운 짐을 올리는데 힘이 덜 든다. 실험3(경사면)에서 힘에 관한 경사면의 역할을 알아본 것을 이용하여 실험 7(미끄럼마찰)에 적용한 것과 마찬가지로 에너지 보존과 일의 개념을 사용하여 경사면에 대한 또 다른 면을 알아 본다.3. 실험 기구 및 장치1) HOOKE의 법칙 ? (1) 실험 판(2) 질량 걸이(3) 용수철저울(4) 질량 추(5) 저울2) 경사의(힘) ? (1) 실험 판(2)용수철 저울(3) 경사면(4) 구름 질량(5) 도르래(6) 질량 걸이(7) 질량 추(8) 끈3) 미끄럼 마찰 ? (1) 실험 판(2) 경사면(3) 마찰 블록(4) 용수철저울(5) 도르래(6) 질량 걸이(7) 질량 추(8) 끈4) 경사면(일과 에너지) ? (1) 실험 판(2) 경사면(3) 구름 질량(4) 용수철 저울(5) 도르래(6) 끈4. 실험 방법1) HOOKE의 법칙용수철 상수 구하기(1) 실험 판에 용수철 저울을 단다. 용수철 저울이 수직으로 걸렸는지와 영점 조절이 되었는가를 확인하여라.(2) 질량 걸이의 질량을 기록한다.(3) 용수철 저울에 질량 걸이와 20g짜리 추를 매달고 늘어난 길이를 측정하여 기록한다.(4) 질량 걸이에 추의 질량을 20g씩 늘여가면서 용수철의 늘어난 길이를 측정하여 기록한다.힘의 크기 측정(1) 임의의 물체를 질량 걸이에 걸고 용수철 저울에 단다.(2) 용수철저울이 늘어난 길이를 측정하고, 위에서 구한 용수철 상수를 이용하여 질량을 계산한 후, 기록한다.(3) 임의의 물체의 질량을 저울로 측정하여 기록한다.2) 경사면(힘)(1) 용수철저울에 있는 구름 질량의 무게를 측정하고 질량(M)과 무게(W)를 기록한다.(2) 장치를 설치한다.(3) 끈과 경사로에 의해 작용하는 힘을 계산하기 위하여, 경사로의 표면에 평행한 방향와 경사로 표면에 수직인의 두가지 요소로 무게를 나눌 수 있다.와의 크기는=로 쉽게 계산된다. 끈에 의해 작용하는 힘는와 크긴ㄴ 같고 방향은 반대이다. 또 경사로에 의해 작용하는 힘는와는 크기는 같고 방향은 반대이다.(4) 경사로의 경사각을 조정하여 실험을 반복한다. 각 각도마다 용수철저울에서 dyne단위로값을 읽어서 기록한다. 실험의 정확도를 높이기 위해서는 용수철에 매달린 끈을 경사면의 표면과 평행하게 유지 하여야 한다.(5) 각 경사마다의방향 요소인을 공식으로 계산한다. 그 후와 측정된의 차이를 퍼센트로 계산 한다.(6) 경사면 위에 그름 질량의 힘을 측정하기 위하여 장치를 설치한다. 매단 질량과 구름 질량이 평형을 이룰 때까지 경사면을 기울인다.(7) 매단 질량()의 무게() 그리고 그 때의 경사면의 각도()를 기록한다.(8) 구름 질량의 무게의 경사면과 평행한 요소을 계산하여라.(=(9) 용수철 저울과 도르래를 설치한다. 도르래와 용수철 저울을 조정하여 경사면에 수직이 되어 구름 질량의 브랫킷을 당길 수 있도록 한다. 경사면에서 구름 질량이 살짝 들어 올려 질 때까지 용수철 저울을 천천히 당긴다.(10) 용수철 저울에서의 dyne단위로 읽는다. 구름 질랴의 무게의 y방향 요소의 크기를 곗ㄴ한다. (3) 미끄럼 마찰(1) 용수철 저울을 이용하여 마찰 블록의 무게 W를 측정한다. (마찰블록의 한 면 중 실리콘 테이프 처리가 된 부분은 온도변화에 의해 변형될 수 잇다. 실험 전 면이 평평하게 되어있는지 확인하고, 그렇지 않을 경우는 손으로 눌러 평평하게 한 다음 실험 할 수 있도록 한다.)(2) 장치를 설치한다. 경사판이 평평하게 되도록 설치된 수직 추를 이용한다. 도르래의 위치를 조정하여 끈이 경사면의 표면과 수평이 되도록 한다.(3) 마찰블록을 작은 힘으로 밀었을 때 경사판을 따라 천천히 일정한 속도로 계속해서 움직이도록 추의 무게를 조정한다. 만약 블록이 움직이다가 멈춘다면, 질량 걸이에 올려놓은 추가 너무 적은 것이 되고, 반대로 빨라진다면, 추가 너무 무거운 것이다. 마찰 블록이 일정하게 천천히 움직이도록 질량 걸이에 매단 추의 무게를 조정하면, 이는 곧 경사판에 대한 마찰 블록의 미끄럼 마찰력이 된다.(4) 마찰 블록의 A면을 바닥으로 하고 질량을 추가하면서 실험을 한다.(5) 미끄럼마찰()의 크기와 수직 항력(W+Mg)의 크기의 비를 계산한다. 이 비를 마찰계수 m라 한다.(6) 마찰 블록의 B면을 바닥으로 하여 실험을 반복한다.(7) 마찰 블록의 C면을 바닥으로 하여 실험을 반복한다.(8) 두 물체 사이에 작용하는 미끄럼 마찰력은 두 물체 사이에 작용하는 수직 항력, 접촉 면적, 접촉 재질과 관계있는지 알아본다.

자연과학| 2009.05.06| 7페이지| 1,000원| 조회(560)

예비, 원리, 실험방법, 경사면, 훅의법칙, 예비 레포트, 미끄럼마찰, 역학종합실험, 예비 리포트

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I-CA를 통한 등속도운동 예비 레포트 평가A좋아요

1. 실험 목적등속도 운동을 하는 물체의 속도를 구하고 이를 좌표에 적용하여-성분 빛-성분을 구하여 가가의 성분이 전체 속도의 크기와 같음을 실험하고 이를 이용하여 영상분석 실험장치(I-CA) 시스템의 사용법을 익힌다.2. 원리 및 이론등속도 운동을 하는 물체의 속도는 다음과 같다.즉, 물체의 속도는 물체의 변위()를 시간()로 나눔으로써 구할 수 있는 것이다. 이는 벡터 량으로성분과성분으로 나누어 질 수 있다.===+,- 속도 벡터를 성분을 통해 그 크기와 방향을 구해보고 직접 길이와 이동 시간 및 각도를 측정하여 구한 값과 차이를 알수 있다.3. 실험기구 및 장치1) I-CA system2) 에어테이블 실험 세트3) 에어블로어4. 실험 방법1) 평평한 테이블 위에 에어테이블을 올려 높고 최 대한 수평이 되도록 한다.< 송풍기를 연결하여 공기를 공급한 상태에서 원형 Puck이 한쪽으로 치우치지 않는 상태로 수평을 조절할 수 있다. 송풍기의 출력은 약한 것보다는 강한 것이 Puck의 움직임을 원활히 하지만 너무 강하면 Puck의 움직임이 불안정한 상태에 놓이게 되므로 적절히 조정한다.>2) 지지봉과 연결 클램프를 이용하여 설치한다.3) 카메라가 테이블 중앙에, 줌 기능을 이용하여 테이블 전체가 가장 큰 화면이 되도록, 색코도가 잘 인식될 수 있는 밝기로 카메라를 세팅한다.4) 에어테이블에 기준자를 올려놓고 영상을 저장, 스케일 및 좌표계를 설정한다.5) 에어를 주입하고 Puck을 손으로 움직이게 하여 이를 동영상으로 촬영한다.6) 분석 메뉴를 실행하고, 그래프 보기를 통해 각 T-X 및 T-Y 그래프가 1차함수로 주어지는지 확인하고 추세선을 이용하여 Puck의 각 속도 성분값을 구한다.

자연과학| 2009.05.06| 3페이지| 1,000원| 조회(1,654)

레포트, 운동, 예비, 예비레포트, 등속도, I-CA, 결과 레포트, 아이카, 등속도운..

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I-CA를 통한 등속도운동 결과 레포트

5. 실험 Data 분석 및 결과1) 측정치구분항목1회2회3회4회5회추세선값12.1025.6315.1315.7023.1918.3028.8521.5418.7638.8521.9438.6026.3224.4645.25X축과의 각도(°)123.41126.11120.78178.47179.25구하기값이동거리S (cm)49.3750.1451.2454.2350.13이동시간t (s)2.231.2992.12.41.23물체의 속도 V(Cm/s)=S/t22.1038.6024.4022.5940.66X축과의 각도(°)120.34120.23120.47120.91120.41오차속도오차(%)0.750.00057.317.6210.14각도오차(%)2.554.890.2532.2532.822) Data 분석먼저 첫 번째 실험은 속도의 대한 오차는 0.7564%이며 각도 오차는 2.5564%로 실험에 대한 오차는 양호한 편이며 두 번째 실험은 속도에 대한 오차는 거의 없다고 봐도 될 정도인 0.0005이나 각도오차가 첫 번째 실험보다 대략 +2.3% 되었으므로 아쉬운 실험이 되었다. 이완 대조적으로 세 번째 실험은 각도오차가 0.2593으로 낮으나 속도오차가 7.3102로 높게 나왔다. 그리고 나머지 네 번째와 다섯 번째 실험은 속도오차와 각도오차 모두가 높게 나왔으므로 정확한 실험을 하지 못했다는 것을 알 수 있다. 이를 통합적으로 바라보자면 평균 속도 오차는 5.1675%이며 평균 각도 오차는 14.5581%로 대체적으로 속도에 대한 오차보다는 각도에 대한 오차가 크게 나왔다는 것을 알 수 있다.― 제 1 실험― 제 2 실험― 제 3 실험― 제 4 실험― 제 5 실험6. 고찰우선 이번 실험에 있어서 가장 아쉬웠던 점은 등속운동 실험을 비슷한 각도 에서만 시행했다는 것이다. 이런 이유로 인하여 다양한 실험 결과가 나오지 못하여 다채롭지 못한 실험을 하였으므로 반성할 여지가 있다. 또한 I-CA사용법이 미숙하였기 때문에 많은 시간이 소모 되었으며, 정확한 실험을 하지 못하는 원인 또한 되었다.등속도 운동을 오차범위를 줄일 수 있는 방법은 일단 I-CA의 수평을 잘 맞추는 것이다. 그래야만이 puck이 한쪽으로 기우는 것을 막을 수 있기 때문이다. 또한 puck에 힘을 가하는 것이 사람의 손이기 때문에 오차가 발생함은 당연한 것 이다. 그리고 마지막으로 오차범위 요인은 I-CA사용에 있다. I-CA를 통하여 등속도 운동 측정이 용이한 것은 맞으나 정확성은 떨어진다고 할 수 있다. 그 이유는 사람이 마우스를 통하여 저장된 동영상에서 시작점과 마지막 점을 찍게 되어있기 때문이다. 시작점과 마지막 점을 찍는 것 에서 발생한 오차는 실험 전체에 오차를 발생시킴으로 명심하며 실험에 임해야 할 것 이다.

자연과학| 2009.05.06| 12페이지| 1,000원| 조회(1,558)

레포트, 물리, 결과, 결과레포트, ICA, I-CA, 실험 Data 분석, 아이카, 등속도운동

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