1. 이 실험의 목적은 무엇인가?
2. 측정치의 계산에 이용되는 관계식들을 기본 이론에서 찾아 각각의 물리적 의미를 설명하시오.
3. 본 실험의 수행 과정을 블록 다이아그램(block diagram)으로 작성하시오.
본문내용
1. 이 실험의 목적은 무엇인가?
마찰이 없는 미끄럼판을 이용한 실험을 통하여 Newton의 제 1, 2, 3법칙을 확인한다.
2. 측정치의 계산에 이용되는 관계식들을 기본 이론에서 찾아 각각의 물리적 의미를 설명하시오.
① 에어트랙
공기에 의한 미끄럼판(Air track)은 압축공기를 작은 구멍으로 균일하게 분출시켜 활차 (Glider)를 뜨게하여 마찰이 없이 운동할 수 있게 만든 장치이다.
② Newton의 제 1법칙과 관성계
Newton의 제 1법칙 : 정지하고 있는 물체는 계속 정지해 있으려하고 등속도로 직선운 동하고 있는 물체는 외력이 미치지 않는 한 등속도 운동을 계속하려 한다.
좀더 간단히 줄이면 물체에 미치는 알짜힘이 0이면 그 가속도는 0이라고 말할 수 있다. 즉 Σf=0이면 a=0이다. 제 1법칙으로부터 고립된 물체는 정지해 있거나 일정한 속도로 움직인다고 결론 지을 수 있다.
책상 위에 놓여있는 책과 같은 물체를 생각하자. 분명히 책은 외부의 영향이 없는 한 정 지한 그대로 있게된다. 이제 책에 책상과 평행하게 힘을 가해보자. 만약 책에 가한 힘이 마찰력과 크기가 같고 방향이 반대방향으로 작용한다면 책은 일정한 운동을 하게 될 것 이다. 그러나 책에 가한 힘이 마찰력보다 크다면 책은 가속될 것이다. 또 책에 가했던 힘이 멈추게 된다면 마찰력이 이 운동을 방해하므로 결과적으로 책은 정지하게 될 것이 다. 이제 윤활유를 사용하여 마찰의 효과가 무시될 수 있다고 하자.
에어테이블 실험실험 목적&물리적 분석 (1)실험 목적-무마찰 에어테이블을 이용해 두 개의 물체를 충돌시켜 충돌 전 후의 선운동량을 비교하고 선운동량 보존법칙을 이해한다-무마찰 에어테이블과 접착지그를 이용해 두 개의 물체를 충돌시켜 충돌 전후의 운동량을 비교하여 에너지 변화를 관찰한다style.visibilitystyle.visibility실험 목적&물리적 분석 (2)실험값에 대한 물리적 분석일반적으로 물체들 사이에 서로 힘이 작용하여 속도가 변하더라도
변화로 가속도(a)가 변할 수 있기 때문에, 글라이더의 쏠림, 빗면의 각도측정은 정말 중요하다.실험 2에서는 마찰을 피할 수 있는 글라이더의 운동 외에, 마찰을 피할 수 없는 조건인 추의 낙하, 도르래, 실의 사용에 따라 마찰의 요인이 자연히 많아질 수밖에 없다. 이런 마찰의 요소를 최대한 피해야만 이론에서 얻은 가속도(a)를 얻을 수 있다. 또한 무마찰실험대가 평행으로 유지되고 있으므로, 글라이더의 평행상태 유지도 중요하다고 할 수 있다.
1 실험값(1) 실험 1 - 마찰이 없는 경사면에서의 물체의 운동① 기본 실험◑ 글라이더의 총 질량, m`=`184.4 g◑ 받침대의 높이, h`=`6.88 cm◑ 무마찰실험대의 두 다리 사이의 거리, s`=`98.16 cm◑ 경사각, theta ` LEFT ( =`sin ^-1 LEFT ( h over s RIGHT ) RIGHT ) `=`4.019136406°회a(이론)a(실험)a (이론) -a (실험) over a (이론) ` TIMES `1001980 cm/s ^2 × sintheta = 68.687857 cm/s ^269.4-1.036781509268.7-0.017678525369.9-1.764712211469.9-1.764712211567.91.147010599평균69.16-0.68
찰에 의한 에너지 손실 : 가장 먼저 구와 트랙 사이의 마찰을 들 수 있다. 마찰에 의한 에너지 손실은 DELTA E=f k ``s= mu k N``s= mu k mgcos theta ``s 이므로 트랙의 마찰계수를 줄이거나 트랙의 길이를 짧게 함으로써 줄일 수는 있지만 없앨 수는 없다. 왜냐하면 이 실험에서는 구가 원운동을 하기 때문에 에어트랙을 이용할 수도 없기 때문이다.- 공기의 저항에 의한 에너지 손실 : 구가 트랙을 벗어나 포물선을 그리며 낙하할 때 받는 공기의 저항 또한 오
실험 결과에는 다 운동량 보존법칙이 성립하지 않는다. 실험1을 적을 때도 말했지만 마찰의 이유도 있겠지만 실험1에서는 운동량의 손실이지만 실험 2는 이상하게도 운동량이 증가했다. 아마도 그 이유는 마찰이 그 만큼 작아지면서 기구가 평평하지 못한 것에 대한 결과치가 작용하여 기운 방향으로 속도가 더 붙은 것 같다. 개인적인 생각이지만 무마찰 실험대의 구멍이 좀 빽빽 하였더라면의 아쉬움도 드는 경우도 있다. 그만큼 미묘한 마찰이 생겼기
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hwp (아래아한글2002)
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