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탄도진자 예비레포트

실험 제목 : 탄도진자조 원 : 이정아, 정윤선, 황민경, 하성우실험기구 및 장치 : ballistic pendulum/projectile launcher 장치목 적탄도진자를 이용하여 운동량 보존과 에너지보존을 이해하고, 중력에 의한 포물선 운동을 이해하며 공의 초기속도를 계산해 본다.이 론* 탄도진자(彈道振子)란..주로 총알의 속도를 운동량 보존의 법칙을 이용하여 축소해서 측정하는 장치.속도가 매우 빨라서 보통의 방법으로 측정하기 어려운 총알의 속도를 측정하는 장치를 탄동진자라고 한다. 위의 실험에서 가벼운 총알은 무거운 물체에 박혀서 같이 올가가게 된다. 질량 m , 속도 v인 총알이 발사되어 질량 M인 물체에 박힌채로 위로 올라간다. 총알이 나무에 박힌 후 나무와 총알이 한덩어리가 되어 가지게 되는 속도를 V라고 하면 이 값은 운동량보존의 법칙으로 구할 수 있다.1. 충돌과정의 운동 : 운동량 보존법칙만 성립?2. 충돌 뒤의 운동: 역학적 에너지 보존법칙이 성립이 두식을 정리하면?3. 올라간 높이 h는 다음과 같다.?4. 총알의 속도 v는 다음과 같다.?** 여기서 총알이 무거운 물체와 한덩어리가 될 때 역학적 에너지는 보존되지 않지만 충돌 후에 위로 올라갈 때에는 역학적 에너지가 보존되는 운동을 하게 된다.실험 방법? 공을 잡을 수 있는 수준에서 탄도진자에 발사장치를 붙인다. 발사물을 손대지 않고 추를 수직으로 건다.? 진자의 Base를 테이블에 설치한다.(단, 클램프는 진자의 운동을 방해해서는 안된다.)? 진자를 90°로 놓는다. 진자가 자유롭게 걸릴수 있게 하고 공의 발사 각도는 0°로 놓는다.? 발사체를 발사하고 각도를 구한다. 만약, 더 높거나 낮은 각도에서 실험을 원한다면 두 진자의 질량을 줄이거나 늘린다. 그리고 테스트가 만족할 때까지 반복한다.

공학/기술| 2009.07.31| 3페이지| 1,000원| 조회(1,003)

물리, 예비, 탄도진자

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역학적에너지 예비레포트

실험 제목 : 역학적 에너지 보존조 원 : 이정아, 정윤선, 황민경, 하성우실험기구 및 장치 : 카메라, 직선 궤도 , 원형 궤도, 기준자, 공을 받는 플라스틱 그릇, 스탠드, 마이크로미터, 저울목 적자연계의 에너지는 보존되는 양이다. 즉, 고립된 계의 에너지는 그 양이 시간에 따라서 변화하지 않는다. 그러나 에너지의 형태는 여러 가지가 있을 수 있으므로, 어느 한 형태의 에너지만 보면 다른 형태로 바뀌는 경우에는 마치 소멸되는 것처럼 보일 뿐이다.지구 중력 하에서 움직이는 물체의 운동을 다루는 경우에 관계되는 에너지는 중력 퍼텐셜에너지와 운동에너지로서 이 둘의 합을 역학적 에너지라고 부르며, 이 역학적 에너지가 보존되는 계를 보존계(conservative system)라고 부른다. 물체의 운동에 쓸림(friction)이 개재되어 있는 경우에는 역학적 에너지는, 쓸림에 의해서 소리나 열 등 다른 에너지의 형태로 바뀔 수가 있기 때문에, 시간이 지남에 따라서 줄어든다. 이 실험에서는 지구의 중력 하에서 운동하는 물체의 운동에너지와 퍼텐셜에너지 사이의 변환 관계와 역학적 에너지의 보존을 살펴보고 쓸림에 의한 효과를 탐구한다.이 론거리가 떨어져 있는 두 물체가 어떻게 서로 힘(중력)을 미치는가? 중력과 같이 서로 떨어져 있는 물체 사이에 작용하는 힘을 이해하는 방법으로 한 물체 주위의 공간에 형성된 (중력)마당 (gravitational field)을 생각하고, 이 마당이 다른 물체에 힘을 미치는 것으로 생각한다. 또, 힘을 받은 물체는 가속운동을 하므로 그 운동 속력과 운동에너지가 증가한다. 외력이 가해지는 경우에는 그 외력이 일을 하는 것으로 역학적 에너지의 증가를 이해할 수 있지만, 중력 마당에 의한 물체의 가속운동은 중력 마당 내에서 물체가 갖는 퍼텐셜에너지(potential energy)에 의한 것으로 간주한다.즉, 퍼텐셜에너지는 운동에너지로 바뀔 수 있는, 또는 일을 할 수 있는 능력을 의미한다. 정량적으로는 다음과 같이 퍼텐셜에너지를 정의한다. 중력이 가해지고 있는 질량 m의 물체가 받는 힘은 아래와 같다.(1)이 물체가 등속도로 움직이기 위해서는 외부에서 이중력 을 상쇄시키는 힘(2)을 가해 주어야만 한다. 이 물체를 위치 xo 에서 x 까지 등속도로 움직이는데 외력이 한 일은(3)이다. 등속도로 움직이는 물체의 운동에너지는 변화하지 않으므로, 외력이 한 이 일은 다른 형태의 역학적 에너지를 증가시켜야 한다. 즉, 퍼텐셜에너지를 증가시키며 이때 퍼텐셜에너지의 변화량은로 구해진다. 퍼텐셜에너지는 식(4)에서와 같이 변화량이 정의되는 양이기 때문에 절대값은 정해지지 않을 뿐더러 큰 의미가 없다. 따라서 편리한 표준 위치(예: 지구 표면)를 택하고, 그 표준위치에서의 퍼텐셜에너지를 임의의 편리한 값(예: U지구표면 = 0)으로 정하면, 높이 h 인 곳에서 이 물체의 중력 퍼텐셜에너지는가 된다. 이 퍼텐셜에너지를 구하는 과정에서 이미 물체의 역학적 에너지 즉, 운동에너지와 퍼텐셜에너지의 합이 일정하게 유지되는 것을 사용하였기 때문에 역학적 에너지의 보존은 자동적으로 만족된다.그러나 쇠 공의 운동은 중심의 운동만으로는 충분히 설명되지 못한다. 이는 중심의 위치가 변하지 않더라도 쇠공이 얼마든지 도는(회전) 운동을 할 수 있는 것으로 인해 자명하다. 일반적으로 쇠공과 같은 강체(단단한 물체, rigid body)의 운동에너지는 질량 중심의 나란히 옮김(병진) 운동 에너지와 질량 중심을 지나는 축에 대한 회전 운동에너지의 합이 된다. 질량이 m, 반지름이 r, 중심의 이동 속력이 v, 중심을 지나는 회전축에 대한 각속도(angular velocity, 1초 동안에 회전하는 각도)가 ω 인 공의 운동에너지는으로, 여기서 I 는 공의 중심을 지나는 축에 대한 관성모멘트(Moment of inertia)이다. 관성 모멘트란 돌기 운동의 관성에 해당하는 양으로 고른(균질, homogeneous) 구의 경우에는 아래와 같다.이제, 구가 미끄러지지 않고 구르는 경우에는로 주어진다. 따라서 식(6)의 역학적 에너지는 미끄러지지 않고 굴러서 내려오는 공의 경우에는가 된다. 여기서 속력 v 는 경사면에서의 공의 속력이고, x 는 공의 높이(수직 방향)임에 유의하라.높이 h 인 지점에 정지해 있던 공이 경사면을 구르기 시작하여 높이 h1인 곳과 h2인 곳 사이를 지나는데 걸린 시간 △t 를 살펴보기로 한다.먼저 높이 h 인 지점에 정지한 공의 역학적 에너지는이므로, 높이 x 인 곳을 지나는 공의 속력(중심의 경사면에 나란한 운동 속력) vcm 는 역학적 에너지의 보존을 가정하면따라서이다. 경사면의 경사각을 θ라고 하면, 속력 vcm 는이므로,이다. 즉,가 되어, 양변을 적분하면즉,이다. 이 식은 역학적 에너지의 보존을 가정하고 얻은 식이므로, 높이 h 인 곳에 정지해 있던 공이 굴러서 높이 h1 과 h2 인 곳 사이를 지나는데 걸린 시간 △t 를 측정하여 식(19)와 비교하면, 역학적 에너지가 보존되는지 여부를 확인할 수 있다.이 실험에서와 같이 경사면이 아니라 경사진 궤도를 공이 구르는 경우에는 공이 구르는데 따른 돌기 운동의 유효 반지름이 그림에서로 달라진다. 여기서 d 는 궤도에 공이 닿는 두 지점간의 거리이다.식(9)는 이 유효 반지름을 사용하여로 쓸 수 있다. 이때 식 (18)의 표현이 어떻게 달라지겠는가? 또, 쇠공이 미끄러지면서 구르는 경우에는 어떻겠는가? 반경이 Rcir 인 원형궤도를 돌 수 있는 초소 높이는 다음과 같이 구할 수 있다. 원형 궤도의 최고점에서 총 역학적 에너지는만약 구슬이 원형 궤도의 최고점에서 떨어진다면, 그때 원형궤도에 의한 항력(normal force)이 없게 되고, 또한 떨어질 때 최고점에서 구슬이 받는 중력에 의한 힘과 구심력은 같게 된다.이로부터 구슬이 최고점까지 떨어지지 않고 올라갈 수 있는 최소 시작 높이(hmin)를 구할 수 있다.실험 방법1) 카메라를 사용하여 일정한 높이 h 에서 구르기 시작한 고무공이 모든 운동을 하는데 걸리는 시간 △t 를 높이 h 의 함수로 측정한 뒤 역학적 에너지가 보존되는 경우와 비교한다.

공학/기술| 2009.07.31| 7페이지| 1,000원| 조회(154)

에너지, 역학적, 물리, 예비

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힘의평형 예비레포트

cafe.naver.com/skyscience1 SKY 김종인 선생실험 5. 힘의 평형1. 실험목적힘의 합성대를 이용하여 몇 개의 힘이 평형이 되는 조건을 연구하고, 이를 도식법과 해석법으로 비교 분석한다.2. 실험기구힘의 합성대, 추, 수준기, 그래프 용지3. 실험 원리물체의 평형상태는 물체가 원래의 상태를 계속 유지하는 것을 의미하며, 정지상태, 등속직선 운동상태, 등속회전 운동상태 등의 모든 경우를 뜻한다. 여러 힘을 받고 있는 물체가 평형상태에 있으려면 다음과 같은 두 가지 조건이 필요하다.1) 제 1평형조건: 선형적인 평형상태, 즉 정지 또는 등속직선 운동상태를 유지하기 위해서는 모든 외력의 합이 0이 되어야 한다. 이를 수식으로 나타내면이 된다.2) 제 2 평형조건: 회전적인 평형상태, 즉 정지 또는 등속회전 운동상태를 유지하기 위해서는 임의의 축에 관한 모든 힘의 모멘트, 즉 토오크의 합이 0이 되어야 한다. 이를 수식으로 나타내면이 된다.이 실험에서는 질점의 평형상태를 다루므로 제 1평형조건만 만족하면 된다. 그리고, 문제를 간단히 하기 위해서 모든 합이 한 평면상에서 작용하도록 하였다. 한편, 벡터합을 구하는 데는 도식법(또는 작도법)과 해석법이 있다.3) 도식법에 의한 벡터 합성그림 1과 같은 OA와 OB의 합을 구해보자. 이들의 벡터합 또는 합력 R은 그림2와 같이 두 벡터를 한 쌍의 변으로 하는 평행사변형을 그려서 두 벡터가 만나는 점으로부터 평행사변형의 대각선을 그림으로써 구한다. 이 대각선 벡터 R은 두 벡터의 합으로서 합력의 크기와 방향을 나타낸다.두 개 이상의 벡터의 합력을 구할 때는 다각형법을 이용하는데 이것을 그림3에서 보여주고 있다. 처음에 벡터 A의 화살표 끝에서 벡터 B를 그린다. 그리고 B의 화살표 끝에서 다시 벡터 C를 그렸을 때 벡터 A의 시작점으로부터 벡터 C의 끝을 연결한 벡터은 벡터 A와B의 합벡터가 되고 A벡터의 시작점으로부터 벡터 C의 끝을 연결한 벡터은 벡터 A, B, C의 합이 된다. 같은 방법으로 여러 개의 합을 구할 수 있다.4) 해석법에 의한 합성두 벡터의 합은 sine과 cosine의 삼각법칙을 이용하여 해석적으로 구할 수 있다. 그림 4와 같은 두 벡터 A, B를 생각하자. 이 그림에서 합력 R의 크기는 다음과 같은 식으로 구해진다.이때, 각는가 된다.힘 A, B와 또 하나의 힘C가 평형을 이루기 위해서는 힘A, B 의 합력R과 크기가 같고 방향이 반대인 힘 C를 작용시키면 된다.4. 실험 방법(1) 합성대의 수평확인: 수준기를 사용해서 합성대가 수평이 되도록 조절나사 S를 사용해서 맞춘다.(2) 먼저 임의의 질량을 추걸이 A에 올려놓고 나머지 추걸이 B, C에 적당한 추를 달고 각도를 조절하여 평형상태가 되도록 맞춘다.(3) 평형이 이루어졌으면 이를 확인하기 위해서 중앙의 가락지를 흔들어도 다시 중앙에 정지되는지 확인하고, 추 ABC의 질량와 각각의 각도를 기록한다.(4) 같은 실험을 추의 질량을 바꾸어 가며 5회 실시한다.(5) 이상의 결과를 작도법과 해석법으로 구하여 실측치와 비교한다.5. 실험결과횟수 추ABC(-R)각힘각도힘각도힘각도12345횟수ABC(실험)C(이론)도식법해석법12345실측값작도값계산값계산값과의 상대오차(%)평균%%① 합성대를 수평으로 하지 않고 실험을 하게 되었을 때 분석이 곤란해지는 이유는?

공학/기술| 2009.07.31| 4페이지| 1,000원| 조회(748)

물리, 평형, 예비, 힘의 평형

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원운동과 구심력 측정

실험 제목 : 구심력측정실험기구 :실 험 기 구수 량실 험 기 구수 량컴퓨터 및 인터페이스1힘 센서 (Force Sensor)1파워 앰프 (Power Amplifier)1Photo?gate1받침대와 지지막대, 멀티클램프(Base and Support Rod ; ME?9355)1측정용 회전대 (DC모터)1실험목적 :2차원 운동의 특별한 경우인 원운동에 대해 이해하고, 일정한 각속도로 원운동하는 물체에 작용하는 구심력 측정 방법을 익힌다.실험이론 :회전하는 원통에 담겨진 물은 왜 안 떨어지는가? 한 번쯤 생각해 본 적이 있을 것이다. 이 실험에서는 이러한 현상과 관련되는 구심력을 살펴보기 위해 원운동 하는 물체의 질량 및 궤도 반지름과 구심력 사이의 관계를 알아본다.질량 m인 물체가 반경 r인 원주상을 속력 v로 움직일 때 구심 가속도의 크기는이고, 이때의 구심력의 크기는이다.실험방법☆ 기기 및 장치 setting1. Science Workshop 인터페이스를 컴퓨터에 연결하고 인터페이스를 켠 후 컴퓨터를 켠다.2.그림1과 같이 회전대를 A베이스의 중앙에 고정하고 한쪽 끝에는 지지막대를 세운다.3. Data studio를 실행한다.4. 원형 수준기를 회전대 위에 올려놓고 A베이스의 수평조절나사를 이용하여 회전대의 수평을 조절해준다.5. 멀티클램프와 짧은 막대를 이용하여 힘센서를 상단에 고정하고, 힘센서 하단에 고리를 돌려 끼우고 철사를 연결한다. 이때, 회전대의 중심으로부터 힘센서 하단에 걸린 철사가 수직이 되도록 잘 정렬한다. 힘센서?도르레?유동질량에 연결된 철사가 팽팽해지도록 질량을 당겼을 때 회전대의 중심으로부터 질량의 거리를 잰다. 반대쪽 고정질량이 중심으로부터의 거리가 유동질량과 같도록 위치시킨다.6. 지지막대 하단에 멀리클램프를 끼우고 포토게이트를 설치하되, 회전대가 돌아갈 때 회전대 하단 한쪽에 설치된 블록(고정질량 하단 원형막대)이 포토게이트의 센서에 걸리도록 고정한다.7. 힘센서와 파워엠프의 플러그를 아날로그 채널에 연결하고, 포토게이트는 디지털 채널에 연결한다.[그림1] 센서의 셋업☆ Data?Studio program setting1. 데이터스튜디오 프로그램을 실행하고 그림2와 같이 실험 셋업을 한다.[그림2] Experiment Setup2. 신호발생기의 출력설정은 DC전압으로 설정한다.3. 힘 대 회전속도를 그래프로 직접 표시하며 실험하기 위해 Experiment Setup 윈도우에서 버튼을 누르고 Label에 Period를 입력?Timing Sequence 에서 blocked를 2번 선택하면 그림3과 같이 표시된다. Done 실행버튼을 누르면 Data 윈도우(좌측상단)에 Period 가 표시된다.4. 상단의 버튼을 눌러서 계산기 윈도우를 띄우고 Definition 공란에 Velocity=(2*pi*radius)/t 를 입력하고 Properties (속도를 정의)를 누르면 아래 그림5와 같이 윈도우가 뜨고 Variable에 velocity와 m/s을 입력, OK 해준다.[그림3] Timer Setup[그림4] Calculator[그림5] Data Properties5. Variables 부분의 radius 는 Experiment Constant 를 선택, t 는 Data Measurement 를 선택하고 윈도우를 닫아 놓는다. 그럼 data 부분은 velocity 가 표시되고 속도 데이터를 바로 표시할 준비가 끝난 셈이다.6. 상단의 Start 버튼을 누르고 실험을 한다.☆ 데이터 동작 실험1. 분석을 위한 데이터를 기록하기 전에, 모터 입력 전압을 변화시키면서 물체의 회전속도가 변화하는지 확인한다.2. 준비가 되면 데이터 기록을 시작해 보자.3. 그래프 창을 띄워 실험이 잘 수행될 수 있는지 살펴보자.4. 시험적인 운동에 대한 데이터를 삭제하자.☆ Data Recording1. 구심력 대 속도 ? 모터 입력 전압을 변화시키며 물체의 회전 속도를 변화시킬 때 구심력을 연속적으로 측정 (반경과 질량은 고정)2. 구심력 대 질량 ? 물체의 질량을 변화시킬 때 구심력의 변화를 측정 (반지름은 고정, 속도는 일정하게 유지되도록 교정)3. 구심력 대 반지름 ? 회전 반지름을 변화시킬 때 구심력의 변화를 측정 (질량은 일정, 속도 일정하게 유지되도록 교정)☆ Analyzing the Data1. 속력의 값을 보여줄 테이블 디스플레이를 set up하자. 분석은 아래 3번과 4번의 두 가지 방법으로 이루어질 수 있다.2. 필요하다면 데이터가 잘 나타나도록 그래프를 다시 설정하자.3. 그래프 디스플레이에서 시간에 대한 속력의 그래프를 살펴보자. 시간에 대한 속력의 기울기에 대해 ‘best fit’을 결정하자. (이 과정은 최소자승법, 즉 least square fitting으로 이루어진다. 조교의 설명이 이미 있었거나, 이 시간에 있을 것이다. Fitting을 실행하면 평균값과 표준편차를 얻을 수 있다.)?힌트 : Data Studio의 ‘Fit’ 메뉴()에서 ‘Linear’를 선택하라. Science Workshop에서는 ‘Statistics’ 버튼을 클릭하고 Statistics 메뉴()로부터 ‘Curve Fit, Linear Fit’를 선택하라.

공학/기술| 2009.07.31| 6페이지| 1,000원| 조회(512)

구심력, 물리, 원운동, 예비레포트

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기초역학 실험 평가C아쉬워요

실험 제목 : 기초역학실험목적 : 힘의 성질을 이해하고 이를 경사면, 도르래 등의 역학계에서 응용하여 본다.내용(1) 용수철 저울의 용수철상수 측정(2) 용수철 저울을 이용하여 vector model에 따른 힘의 합성 및 분해 확인(3) 물체의 질량, 재질, 접촉면적 등이 마찰력에 미치는 영향 측정(4) 경사면 위의 물체에 작용하는 여러 가지 힘의 측정과 에너지 계산(5) 하나 혹은 여러 개의 도르래를 이용하여 도르래의 성질의 이해실험원리(1) 뉴턴의 제2법칙에 따르면 어떤 질량이 알려진 물체에 작용하는 힘은 그때의 가속도를 측정함으로써 결정될 수 있다. 보다 실용적인 방법은 알고자 하는 힘을 크기가 알려져 있고 조절이 가능한 힘과 비교하는 것이다.(Hooke의 법칙)(는 비례상수). 질량이 알려진 물체를 용수철저울에 달면 크기가 mg인 중력이 작용한다. 이로부터 용수철 상수를 구할 수 있다.(2) 한 물체에 여러 힘이 작용할 경우, 이 물체에 작용하는 힘의 총합은 vector model에 따라 계산된다. 역으로 한 물체에 작용하는 힘은 xy평면 내에서 각각의 성분으로 분해가 가능하다.(3) 물체가 운동할 때 운동마찰력은 언제나 운동방향과 반대방향으로 작용한다. 그 크기는 미끄러지는 두 면의 성질에 관계된다. 주어진 면에 대해서는 그것은 두 면 사이에 존재하는 수직항력에 비례한다. 즉. 정지마찰력은 정지해 있는 어떤 물체를 움직이기 시작하고자 할 때 이에 저항하는 힘을 말한다.실험방법(1) 용수철 상수a. 용수철저울에 mass hanger를 이용하여 20g 짜리 추를 달고 이때의 변위를 기록한다.b. 추의 질량을 늘리면서 각각의 변위를 기록한다.c. 추의중량 vs 용수철의 변위 graph를 plot하여 두 물리량 사이에 선형적인 비례관계가 성 립 하는지 확인하고 이로부터 용수철 상수를 구한다.(2) 힘의 합성a. 장치한다.b. force ring이 가속되지 않을 때, 각 힘의 크기와 각도를 기록한다.c. 이로부터 힘의 합력을 계산하고 실험값과 비교한다.d. 추의 질량을 바꾸며 반복한다.(3) 힘의 분해a. 장치한다.b. force ring이 가속되지 않을 때, 각 힘의 크기와 각도를 기록한다.c. F의 x성분, y성분을 계산하고 실험값과 비교한다.d. 추의 질량을 바꾸며 반복한다.(4) 마찰력의 성질a. 용수철저울을 이용하여 friction block의 중량을 측정하고 setup한다.b. block을 살짝 건드렸을 때, block이 일정한 속도로 운동하도록 해 마찰력, 마찰계수를 구한다.c. block위의 질량을 바꾸면서 b를 반복한다.d. block의 접촉면의 재질과 면적을 바꾸면서 c를 반복한다.(5) 경사면 위의 물체a. 용수철저울과 도르래를 이용하여 경사면 위에 있는 rolling mass가 경사면에 평행한 방향으로 받는 힘을 측정하고 이를 계산 값과 비교한다.b. 용수철저울과 도르래를 이용하여 경사면 위에 있는 rolling mass가 경사면에 수직한 방향으로 받는 힘을 측정하고 계산 값과 비교한다.c. 용수철저울을 이용하여 경사면위에 있는 rolling mass에 힘F를 가하며 경사면과 평행하게 거리 d만큼 이동시켰을 때 해준 일을 구한다.d. 용수철저울을 이용하여 rolling mass를 수직으로만큼 이동시켰을 때, rolling mass에 해준 일과 potential energy의 변화를 비교한다.e. 각도를 바꿔 가면서 c와 d를 반복한다.(6) 도르래하나 혹은 여러 개의 도르래를 이용하여 200g의 질량을 갖는 추를 용수철저울에 단다. 이때 각 경우마다 아래의 사항을 기록, 분석한다.a. 도르래 없이 용수철저울에 추를 바로 달았을 때의 중량b. 움직도르래를 거친 후에 용수철저울에 전달되는 추의 중량c. 용수철저울을 살며시 들어 올렸을 때 저울의 이동거리d. 추의 질량을 증가시켰을 때의 이동거리e. 용수철저울을 들어 올렸을 때 행해진 일f. 추의 potential energy 증가☆ 오차의 원인 및 보정 ☆(1) 용수철 상수용수철상수 실험의 경우 오차의 요인이 많지 않아 비교적 정확한 실험값을 얻을 수 있었다. 이 실험에 있어서 약간의 오차의 원인은 용수철의 질량을 무시했다는 것이 있다. 용수철의 윗부분의 경우 용수철의 아랫부분 질량과 추의 질량이 함께 작용해 용수철의 아랫부분에 비해 많이 늘어나는 경향이 있는데 우리는 이를 무시해 실험값에 약간의 오차가 생겼다. 용수철의 질량까지 고려해 용수철 상수 값을 찾으면 좀 더 정확한 값을 얻을 수 있을 것이다.(2) 힘의 합성Table 2.를 보면 x방향, y방향 모두 합력이 약간의 (-)값을 갖는다는 것을 알 수 있다. 이는 용수철이 나타낸 눈금이 이론치보다 크다는 것인데, 이러한 오차가 생기는 요인은 마찰력일 것으로 생각된다. 실험 시 우리는 도르래와실, 실과 연결고리 사이에는 마찰이 작용하지 않는다고 가정하였다. 그러나 실제로는 이들 사이에도 약간의 마찰력이 작용하게 된다. 이들 사이의 마찰계수를 측정, 계산 시 고려해 주면 합력이 0에 다가가는 것을 알 수 있을 것이다.(3) 힘의 분해Table 3.를 보면 측정한 수평방향과 수직방향의 합력이 M2의 질량에 약간 미치지 못하는 것을 알 수 있다. 이것역시 마찰력의 영향이라고 생각된다. 도르래와실, 고리와실의 마찰계수를 찾아 계산 시 고려해 주면 M2가 가하는 힘이 정확히 수직방향, 수평방향으로 분해 되는 것을 관찰 할 수 있을 것이다.(4) 마찰력의 성질실험값에서는 별다른 오차를 발견할 수 없다. 실험 시 생길 수 있는 오차의 요인을 찾아보자. 우선 매달아준 추의 질량이 정확하게 최대정지마찰력과 같아지는 점을 찾기가 매우 힘들다는 점이 있다. 이는 질량이 아주 가벼운 물체를 조금씩 올려 최대한 최대정지마찰력과 매달린 물체의 질량이 같아지는 지점을 찾는 방법으로 극복이 가능하다. 또한 실험면의 성질이 균질하지 않다는 점이 오차의 원인이 될 수 있다. 실험면의 일부는 다른 부분보다 더 매끄럽고 일부는 더 거칠어 일정한 마찰계수를 찾기가 힘들었다. 이는 좀 더 균질한 실험 면을 사용하는 방법으로 극복이 가능할 것이다.

공학/기술| 2009.07.31| 4페이지| 1,000원| 조회(854)

기초역학, 물리 예비레포트, 힘의 성질

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