아주대 물리학 실험1 일과 에너지 결과 보고서 a+

목차

1. 측정값 및 데이터 분석

2. 결과 및 토의
1) 질문에 대한 토의
2) 고찰

3. 참고문헌

본문내용

이번 실험은 마찰력의 일과 중력의 위치에너지의 변화량을 측정하여 일・에너지 정리가 성립 하는가를 알아보는 실험이었다. 실험1에서는 충돌수레와 추+추 걸이를 실로 연결하여 추+추 걸이가 적당한 높이까지 올라오도록 충돌수레를 밀어서 다시 되돌아 올 때까지를 관찰했고 실험결과 선형 회귀법에 의해 =0.352 0.0055, =0.220 0.0049이고 마찰력 f=0.066N, 운동마찰계수 =0.0067로 나타났다. 이때, 속도그래프에서 속도가 0인 지점을 기준으로 양옆에서 각각의 등가속도 운동을 하는 것을 알 수 있었으며 두 영역에서 다른 가속도 값을 나타낸 이유는 마찰력의 방향에 따른 결과일 것임을 추측할 수 있었다. 수레의 방향과는 무관하게 추+추 걸이를 이용한 힘의 방향은 오른쪽 방향으로 향하고 있기 때문에 그에 따른 마찰력은 항상 왼쪽을 향하게 될 것이다. 따라서 손으로 왼쪽으로 미는 힘과 마찰력이 더해진 의 경우가 추 걸이+추로 이용한 힘-마찰력으로 인한 의 경우보다 큰 값을 갖게 되는 것이다. 이 실험은 가속도를 측정하는 것도 선형 회귀법에 의해서 측정하였기 때문에 오차가 발생할 수 있는 조건이 많이 없어서 실험이 대체적으로 잘 되었다. 그러나 더 정확한 실험을 하기 위해서는 실험 1에서 등가속도운동이라 인정되는 범위를 선택할 때 눈으로 보이는 직선에 가까운 점이 아닌 컴퓨터가 자동으로 선택되도록 설정하여 좀 더 정확한 기울기를 측정해 가속도를 구해야한다. 실험2는 일과 에너지를 측정하는 것으로 충돌수레와 연결된 추를 도르래의 위치에 두고 추의 무게에 의해 수레가 움직이도록 하였다. 측정한 실험값을 통하여 운동에너지의 변화량과 위치에너지의 변화량, 마찰력이 한 일을 구하고, 계산한 값이 일 에너지 정리에 맞는지 확인하였으며, 실험결과로 나타났다. 실험에서 와 은 일 에너지 정리에 의해서 이론상으로 같은 값이 나와야했으나 실험값은 약 7배의 큰 차이를 보였다.

참고자료

· Jhon W. Jewett, Jr., Raymond A. Serway 원저, 대학물리학 교재편찬위원회 역, 대학물리학1, 북스힐, 2013년, 5장 중 마찰력 참고