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[일반물리학실험1] 힘과 물체의 평형

결과 보고서학과 : 기계공학부학번 :이름 :실험일시 :공동실험자 :담당조교 :온도 :습도 :기압 :부산대학교 기계공학부Mechanical Engineering/측 정 값1질 량 (kg)무 게 (N)용수철 변위 (m)용수철 상수 k(=) (N/m)0.0250.2450.005490.0750.7350.0175420.1251.2250.031538.890.1751.7150.04637.280.2252.2050.06036.750.2752.6950.074536.170.3253.1850.088535.99평 균 값39.44질문 1후크의 법칙이 만족되지 않으면 용수철을 힘을 측정하는데 사용할 수 있는가? 만일 할 수 있다면 어떻게?후크의 법칙이 만족되지 않는다면 작용하는 힘의 크기에 따라 용수철의 늘어나는 길이의 비가 일정하지 않기 때문에 힘을 측정하는 것이 불가능하다. 그러나 용수철 저울의 눈금의 간격을 재작성함으로써 가능한데, 즉, 질량을 달리하면서 실험을 무수히 반복하여 용수철 저울의 변형량의 불규칙성을 고려해 눈금의 간격을 조정한다면 어느정도 측정이 가능할수도 있을 것 같다. 뿐만아니라, F=kx와 같이 일정한 규칙성을 발견하여 힘과 변형량의 관계를 새로운 식으로 재정의 함으로써 힘의 크기를 구할수 있다.1.: 크기 = 0.25kg × 9.8m/s2 = 0.245N 방향 = 아래2.: 크기 = 0.245N 방향 = 위3.: M1 = 0.025kg= 0.245N= 152.5˚: M2 = 0.025kg= 0.245N= 35˚:= 0.270N= 86˚: M1 = 0.025kg= 0.245N= 152˚: M2 = 0.035kg= 0.343N= 35˚:= 0.294N= 102˚: M1 = 0.025kg= 0.245N= 153˚: M2 = 0.035kg= 0.343N= 48˚:= 0.392N= 92.5˚: 크기= 0.343N각= 47°-축 성분= 0.005m-축 성분= 0.025kg= 0.245N= 0.245N(=)= 0.234N(=)= 0.251N: 크기= 0.833N각= 42°-축 성분= 0.016m-축 성분= 0.055kg= 0.672N= 0.539N(=)= 0.619N(=)= 0.557N: 크기= 0.637N각= 43°-축 성분= 0.013m-축 성분= 0.045kg= 0.546N= 0.441N(=)= 0.466N(=)= 0.434N결론 및 검토2실험1> 무게(N)가 증가함에 따라 일정한 비율로 늘어나는 용수철 저울을 이용한 후크의 법칙 확인() → 잦은 실험과 과중한 힘에의한 용수철 저울의 탄성력 변화에 따른 오차 발생실험2> 서로 다른 크기와 방향을 갖는 세힘의 평형관계 확인 → 세힘이 평형관계에 있을 경우 서로 다른 두 힘의 합력은 나머지 한 힘과 방향이 반대이고, 크기는 같은 벡터값을 갖는다. 각도판, 용수철 저울의 눈금을 읽는 과정에서 오차 발생, 용수철 저울의 정확하지 못한 탄성계수에 따른 계산상 오차발생이 일어날 수 있다.

공학/기술| 2010.05.30| 2페이지| 1,000원| 조회(313)

실험, 물리학, 힘, 평형, 일반물리학실험, 힘과 물체의 평형

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[일반물리학실험1] 중력가속도

결과 보고서학과 : 기계공학부학번 :이름 :실험일시 :공동실험자 :담당조교 :온도 :습도 :기압 :부산대학교 기계공학부Mechanical Engineering/측 정 값1a. 쇠구슬의 질량 : 0.0166kg 일때단위 : 시간(초)h(0.75m)h(1.00m)h(1.25m)h(1.50m)h(1.75m)10.48070.46170.55000.62630.679820.51920.50010.59050.65290.626630.54640.46990.60550.64840.765140.43520.49450.57090.62620.688050.41250.47520.54780.63120.675360.40800.49760.53910.64480.598370.45700.49600.57460.65480.615880.40090.46590.55720.61660.639090.41040.48460.57360.57390.6296100.41110.45880.57000.64650.61540.44810.48040.56790.63220.65330.10040.11540.16130.19980.2134b. 쇠구슬의 질량 : 0.0286kg 일때단위 : 시간(초)h(0.75m)h(1.00m)h(1.25m)h(1.50m)h(1.75m)10.48070.46170.55000.62630.679820.51920.50010.59050.65290.626630.54640.46990.60550.64840.765140.43520.49450.57090.62620.688050.41250.47520.54780.63120.675360.40800.49760.53910.64480.598370.45700.49600.57460.65480.615880.40090.46590.55720.61660.639090.41040.48460.57360.57390.6296100.41110.45880.57000.64650.61540.44810.48040.56790.63220.65330.10040.11540.16130.19980.2134실험 결과2h - t2/2의 그래프를 그리고 최소 제곱법을 이용하여 중력 가속도(직선의 기울기)와 표준오차를 구하시오.쇠구슬 질량 : 0.0166kg? 직선 기울기(중력가속도) === 7.79? 표준오차 == 0.79쇠구슬 질량 : 0.0286kg? 직선 기울기(중력가속도) === 7.91? 표준오차 == 0.82질문 및 토의31. 지표면에서 높이가 0m, 10m, 100m, 1km, 10km, 100km일 때 실제 중력 가속도를 계산하여 그래프를 그리고 중력 가속도 g와 차이를 보이시오.- g(중력가속도)==9.81m/s2 ? G(만유인력 상수)=6.67259×10-11N?m2/kg2R(지구와 물체 사이의 거리)=6.37×106m+(지표면에서의 높이)M(지구의 질량)=5.98×1024kg? 0m일 때 ? g =≒ 9.8337m/s2? 10m일 때 ? g =≒ 9.8337m/s2? 100m일 때 ? g =≒ 9.8334m/s2? 1km일 때 ? g =≒ 9.8306m/s2? 10km일 때 ? g =≒ 9.8029m/s2? 100km일 때 ? g =≒ 9.5321m/s2쇠구슬 질량 : 0.0286kg0 10 100 1,000 10,000 100,000 이론 g결론 및 검토4중력가속도는 물체의 질량에 상관없이 동일(물체의 질량에 상관없이 같은 높이에서 떨어진 물체는 같은 시간에 땅에 떨어진다.)하며, 물체의 위치(고도)가 높아지면 중력가속도는 감소한다. 단, 감소폭은 매우 작다.이번 실험에서는 쇠구슬을 자유낙하시킬 때 쇠구슬을 잡고있던 판과 쇠구슬 사이의 마찰 때문에 실제 중력가속도의 크기와 오차가 발생하였다.

공학/기술| 2010.05.30| 4페이지| 1,000원| 조회(267)

중력가속도, 실험, 결과보고서, 물리학, 일반물리학실험

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[일반물리학실험1] 원운동과 구심력

결과 보고서학과 : 기계공학부학번 :이름 :실험일시 :공동실험자 :담당조교 :온도 :습도 :기압 :부산대학교 기계공학부Mechanical Engineering/측 정 값1a. 회전반경 r을 변화시키면서? 물체의 질량 : m = 0.1061kg? 추와 추걸이의 질량 : M = 0.045kg반 경 r (m)10회 회전시간 (s)주기 T (s)T2 (s2)10.178513.131.3131.72420.183513.661.3661.86630.188514.131.4131.99740.193514.191.4192.01450.198514.311.4312.048r - T2 Graph? Graph의 기울기 : F/4π2m =(최소제곱법) = 0.058? 그래프의 기울기로부터 구한 구심력 : F =? 추와 추걸이의 무게로부터 구한 구심력 : Mg =? 두 구심력의 상대오차 : 0.198Nb. 구심력의 크기를 변화시키면서? 물체의 질량 : m = 0.1061kg? 반경(측면 지지대의 위치) : r=0.20mM (kg)구심력 Mg (N)10회 회전시간 (s)주기 T (s)1/T2 (1/s2)10.0150.14723.652.3650.17920.0250.24519.001.9000.27730.0350.34316.311.6310.37640.0450.44115.091.5090.43950.0550.53912.721.2720.618F - 1/T2 Graph? Graph의 기울기 : 4π2mr =(최소제곱법) = 0.917? Graph의 기울기로부터 구한 물체의 질량 : m = 0.917/4π2r = 0.1161kg? 위의 값과 저울로 측정한 물체의 질량과의 상대오차 : 0.01kg실험 결과2a실험> 구심력의 크기를 일정하게 하고 회전반경을 증가시키면 주기 T역시 증가한다. 이때 회전반경(r)과 주기의 제곱(T2)값은 비례관계에 있으며, 그 기울기는 F(구심력)/4π2m크기의 값을 갖는다. 즉,b실험> 회전반경 r을 일정하게 유지한채 구심력의 크기를 증가시키면, 그에따라 주기 T는 감소한다. 이때, 구심력(F)과 주기의 제곱의 역수(1/T2)는 비례관계에 있으며, 그 기울기는 4π2mr크기의 값을 갖는다.질문 및 토의31. 물체에 작용하는 구심력이 일정할 때 물체의 회전반경이 증가하면 주기는 커지는가 혹은 작아지는가? 설명하시오.- F(구심력) =⇒ r ∝ T2 ∴ 회전반경(r)이 증가하면 주기(T)는 작아진다.2. 물체의 질량과 회전반경이 일정할 때 구심력을 증가시키면 주기가 커지는가 혹은 작아지는가? 설명하시오.- F(구심력) =⇒ F ∝∴ 구심력(F)이 증가하면 주기(T)는 작아진다.3. 물체의 질량을 증가시키면 구심력이 커지는가 혹은 작아지는가? 설명하시오.- F(구심력) =⇒ F ∝ m ∴ 질량(m)이 증가하면 구심력(F)는 커진다.

공학/기술| 2010.05.30| 3페이지| 1,000원| 조회(226)

구심력, 실험, 물리학, 일반물리학실험, 원운동

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[일반물리학실험1] 선운동량 보존법칙

결과 보고서학과 : 기계공학부학번 :이름 :실험일시 :공동실험자 :담당조교 :온도 :습도 :기압 :부산대학교 기계공학부Mechanical Engineering/측 정 값1a. 완전 탄성 충돌 - 활차 한 개를 사용한 경우? 활차의 질량 : m = 205.6g = 0.2506kg ? 보조막대의 길이 : 0.1m(s)(m/s)(s)(s)(m/s)상대오차10.13780.72570.30040.16260.61500.72570.110720.10930.91490.24910.13980.71530.91490.199630.08921.12110.20770.11850.84391.12110.277240.10030.99700.22980.12950.77220.99700.224850.08851.12990.20680.11830.84531.12990.2846※(이론값) =b. 완전 탄성 충돌 - 질량이 같은 두 활차의 경우? 활차의 질량 : m1 = m2 = 205.6g = 0.2056kg ? 보조막대의 길이 : 0.1m활 차 1활 차 2(s)(m/s)(s)(m/s)상대오차10.12220.81830.12900.77520.81830.043120.11920.83890.12750.78430.83890.054630.11450.87340.12410.80580.87340.067640.12420.80520.13420.74520.80520.060050.12710.78680.13700.72990.78680.0569※(이론값) == 0※(이론값) ===c. 완전 탄성 충돌 - 질량이 다른 두 활차의 경우 (가벼운 활차에 힘을 가할 때)? 활차의 질량 : m1 = 0.2056kg, m2 = 0.3062kg ? 보조막대의 길이 : 0.1m활 차 1활 차 2충돌 전충돌 후충돌 후상대오차상대오차10.09721.02880.74820.65100.15360.20220.04860.14020.71330.82660.113320.10430.95881.04170.93740.10670.18840.08170.14400.69440.77030.075930.10950.91321.61640.90690.11030.17950.06920.15480.64600.73370.087740.12770.78310.91540.78770.12700.15390.02690.18170.55040.62920.078850.10900.91741.24610.91710.10900.18030.07130.15400.64940.73710.0877※(이론값) ===※(이론값) ===d. 완전 탄성 충돌 - 질량이 다른 두 활차의 경우 (무거운 활차에 힘을 가할 때)? 활차의 질량 : m1 = 0.3062kg, m2 = 0.2056kg ? 보조막대의 길이 : 0.1m활 차 1활 차 2충돌 전충돌 후충돌 후상대오차상대오차10.15010.66620.71310.56300.17760.13090.04670.14280.70030.79710.096820.15500.64520.67760.52260.19140.12680.06460.14820.67480.77200.097230.12700.78740.64680.51980.19240.15480.03760.11720.85320.94220.089040.15910.62850.66410.50500.19800.12350.07450.15830.63170.75200.120350.12790.78190.59790.47000.21280.15370.05910.12190.82030.93560.1153※(이론값) ===※(이론값) ===e. 완전 비탄성 충돌 실험? 활차의 질량 : m1 = m2 = 0.2056kg ? 보조막대의 길이 : 0.1m(s)(m/s)(s)(m/s)상대오차10.12510.79940.57400.34840.39970.051320.17230.58040.72000.27780.29020.012430.17370.57570.73820.27090.28790.017040.18470.54140.76390.26180.27070.008950.15530.64390.68430.29230.32200.0297※(이론값) =실험 결과2? a 실험 - 활차 1개를 이용한 완전탄성충돌이 경우 충돌 후의 속도는 충돌전의 속도와 크기는 같고 방향은 반대인 값을 갖는다.? b 실험 - 활차 1을 운동시켜 정지해있던 같은 질량의 활차 2에 완전탄성충돌 시키면 활차 1은 정지하고, 활차 2는 충돌전 활차 1의 속도와 같은 값을 같는다.? c 실험 - 질량이 작은 활차 1을 정지해있던 무거운 활차 2에의 속도로 완전탄성충돌 시키면 활차 2는(=)의 속력을 갖고, 활차 1은 운동하던 반대방향으로(=)의 속력을 갖는다.? b 실험 - 질량이 큰 활차1을 정지해있던 무거운 활차2에의 속도로 완전탄성 충돌 시키면 활차 1은 운동하던 방향으로(=)(속력감소)속력을 갖고, 활차2는(=)의 속력을 갖는다.? e 실험 - 활차1을 운동시켜 정지해있던 같은 질량의 활차2에 완전 비탄성 충돌시키면 두 활차는 결합된 상태로 원래 속도의 1/2크기의 속도로 운동한다.질문 및 토의31. 각각의 충돌실험에서 운동량이 몇 %내에서 보존되는지 보이시오.2. 각각의 충돌실험에서 역학적 에너지가 보존 되는지 보이시오. 완전 비탄성 충돌실험의 경우 충돌 후 에너지 손실율을 계산하시오.충돌전 운동량충돌후 운동량%(보존)충돌전 에너지충돌후 에너지에너지 손실율실험a0.14920.126484.7%0.05410.03890.18810.147178.2%0.08600.05260.23050.173575.3%0.12920.07320.20500.158877.5%0.10220.06130.23230.173874.8%0.13120.0735실험b0.16820.159494.8%0.06880.06180.17250.161293.4%0.07230.06320.17960.165792.3%0.07840.06670.16550.153292.6%0.06670.05710.16180.150192.8%0.06360.0548실험c0.21150.186888.3%0.10880.08030.19710.190796.8%0.09450.07500.18780.175293.3%0.08570.06510.16100.142488.4%0.06300.04800.18860.176493.5%0.08650.0658실험d0.20400.198497.3%0.06790.05520.19760.197399.8%0.06370.05240.24110.234397.2%0.09490.08050.19240.190599.0%0.06050.04700.23940.233897.7%0.09360.0761실험e0.16430.143287.2%0.06570.025061.9%0.11930.114295.7%0.03460.015954.0%0.11840.111494.1%0.03410.015155.7%0.11130.107796.8%0.03010.014153.2%0.13240.120290.8%0.04260.017658.7%결론 및 검토4모든 경우 탄성충돌이든 비탄성충돌이든 상관없이 선운동량은 항상 보존된다. 그러나 에너지의 경우 완전 탄성충돌에서는 보존되지만, 비탄성충돌에서는 손실된다.

공학/기술| 2010.05.30| 5페이지| 1,000원| 조회(243)

선운동량, 실험, 결과보고서, 물리학, 일반물리학실험, 선운동량 보존법칙, 보존법칙

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[일반물리학실험1] 오차론과 길이측정

결과 보고서학과 : 기계공학부학번 :이름 :실험일시 :공동실험자 :담당조교 :온도 :습도 :기압 :부산대학교 기계공학부Mechanical Engineering/측 정 값1a. 볼펜 직경버니어 캘리퍼마이크로 미터110.90mm10.843mm211.00mm10.767mm311.00mm10.913mm411.00mm10.865mm511.10mm11.205mm611.00mm11.161mm711.10mm11.121mm811.00mm11.000mm911.00mm11.075mm1011.00mm11.005mm평 균11.01mm10.996mm표준오차0.02mm0.047mmb. 종이(1장) 두께버니어 캘리퍼마이크로 미터10.05mm0.090mm20.05mm0.090mm30.10mm0.095mm40.10mm0.080mm50.05mm0.090mm60.10mm0.085mm70.05mm0.090mm80.10mm0.090mm90.10mm0.080mm100.10mm0.090mm평 균0.08mm0.088mm표준오차0.01mm0.002mmc. 자 두께버니어 캘리퍼마이크로 미터12.85mm2.845mm23.00mm2.814mm32.80mm2.810mm42.80mm2.823mm52.90mm2.807mm62.90mm2.830mm72.85mm2.821mm82.80mm2.821mm92.80mm2.795mm102.80mm2.809mm평 균2.85mm2.818mm표준오차0.02mm0.004mm실험 결과2버니어캘리퍼스, 마이크로미터를 이용하여 볼펜 직경, 종이 1장의 두께, 자 두께를 10회씩 측정한 결과 매회 측정할 때마다 아주 미세한 값이지만 오차가 발생하였다. 각 경우 버니어 캘리퍼스로 측정하였을 때는 1/100mm까지, 마이크로미터로 측정하였을 때는 1/1000mm까지 측정이 가능하였고, 이때 표준오차는 볼펜이 각각 0.02, 0.047, 종이 1장의 두께가 0.01, 0.002, 자 두께가 0.02, 0.004로 볼펜 측정시를 제외하고는 마이크로 미터로 측정하였을 때가 표준오차가 작게 나옴을 확인할 수 있었다.결론 및 검토3버니어캘리퍼스와 마이크로미터를 이용하여 세가지 물체의 직경 및 두께를 측정한 결과 1/100mm까지 측정이 가능한 버니어 캘리퍼스 보다는 1/1000mm까지 측정이 가능한 마이크로미터가 보다 정밀한 측정에 사용될 수 있다는 결론을 얻을 수 있었다.이때, 각각의 도구를 이용하여 같은 물체에 대하여 여러번 반복 측정할 때, 그때마다 약간씩의 오차가 발생하는 것을 관찰할 수 있었는데, 이는 측정하는 매순간 측정도구와 물체의 접촉상태가 달라지고, 실험자의 시각적인 정밀함이 버니어캘리퍼스와 마이크로미터의 정밀함을 따라가지 못하기 때문이다. 뿐만아니라 마이크로 미터가 보다 정밀한 측정이 가능함에도 불구하고 볼펜 직경 측정시 버니어캘리퍼스로 측정한 값보다 표준오차가 크게 나타난 것은 직경이 일정치 못한 볼펜을 측정함에 따라 측정시 재는 위치에 따라 측정값의 변화가 커졌기 때문이다. 앞으로 이러한 오차를 줄여 보다 정밀한 측정을 하기 위해서는 측정하고자하는 물체와 측정 도구가 정확히 수직으로 맞물려 졌는지, 측정 도구에 이상은 없는지 등을 확인한 후 측정할 수 있도록 해야 할것이다.

공학/기술| 2010.05.30| 2페이지| 1,000원| 조회(2,490)

실험, 오차론, 물리학, 길이측정, 일반물리학실험

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