1. 실험 목표 마찰력의 종류를 알고 마찰력의 크기를 다르게하는 원인을 분석하고, 마찰 계수를 구할 수있다.2. 실험 원리 한 물체가 다른 물체와 접촉하여 상대적인 운동을하려고 할 때, 또는 상대적인 운동을 할 때, 그 접촉면의 접선 방향으로 운동을 방해하는 힘을 마찰력이라한다. 마찰력은 물체가 정지 해 있거나 움직이고있는 경우에 따라서 정지 마찰력과 운동 마찰력으로 구분한다. 그림 1.8.1은 물체에 작용하는 힘과 운동 상태를 나타내었다. 마루에있는 무거운 상자를 밀 때, 어떤 한도의 힘에 이르기까지는 상자가 움직이지 않는다. 일단 상자가 음직이게 할 수있다. 즉 그림 1,8.1에서와 같이 점차로 작용하는 힘은 증가하여 하 지 이루고 운동시에는 그 힘이 작아졌다. 그러한 정점을 최대 정지 마찰력이라하고 그이는 운동 마찰력이 작용 함을 보여준다. 마찰력의 크기는 접촉면의 크기 (면적)에는 무과의 음직이기 시작하면, 처음 상자를 출발시킬 때 필요했던 힘보다 더 작은 힘으로 상자를 접촉면의 상태 (재질, 거칠기 등)에 따라 달라지며, 또한 접촉면에 수직 한 수직 항력 (법선력) N에 비례한다
1. 실험 목표물체가 일정한 각속도로 원 운동 할 때,이 물체에 작용하는 구심력을 측정한다.2. 실험 원리강체의 일반적인 운동은 질량 중심의 병진 운동과 질량 중심에 대한 회전 운동으로 분리 될 수가있다. 입자 일정한 속력 v로 반지름 r 인 원 또는 원호 위를 움직이면이 입자는 원의 중심 방향으로 가속이되며 크기가 v^2 / r 인 일정한 등속 원 운동을한다. 원 운동을하는 입자에 대한 선운동학과 각 운동학 사이의 관계를 생각해 보자. 그림 1.9.1과 같이 강체 내부의 점 P에 입자의 경우, 점 0를 통하는 회전축에서 r이라는 거리에 있다. 따라서 반지름이 r 원 주상을 운동하게된다.
1. 실험 목표실험 목적 평행 상태를 갖는 모든 계는 작은 변화에 대하여 복원 특성을 갖는다. 특히 변화가 아주 작을 때는 그 복원력의 크기는 변화의 정도에 비례한다. 또한 운동 상태를 유지하려는 관성 특성도 가지고있다.이 두 가지 특성이 나타날 때 역학계는 단순 조화 운동(simple harmonic motion)을하게된다. 용수철에 매달린 물체, LC 회로, 고체 나 분자 내에서의 원자의 진동 등 많은 물리계에서 나타나며 따라서 물리학에서 매우 중요시되고있는 운동 다. 본 실험에서는 중력 장내에서 수직으로 운동하는 용수철 진자의 단순 조화 운동을 관찰, 그주기를 측정하고 탄성 위치 에너지와 중력 위치 에너지의 변환을 통한 에너지 보존을 확인한다.2. 이론 및 원리평형 위치로부터 용수철이 늘어난 길이를 z 라 할 때 질량 m 인 물체가받는 힘은 후크의 법칙 (Hooke's Law)에 따라 다음과 같다.
1. 실험 목적진동하는 물리 진자의 운동을 관찰하여 선형의 단순 조화 운동으로 근사 할 수있는 조건과 비선형 효과를 고려해야 할 경우를 알아보고 그주기를 측정하여 이론식과 비교하여 본다. 2. 이론 및 원리단진자 란 가볍고 늘어나지 않는 줄에 매달려있는 점 질량으로되어있는 이상화시킨 물체를 말한다. 그림 1과 같이 중력 하에서 질량 m 인 물체가 길이 1 인 줄에 매달려 단진동 운동을하고있다. 수직선과 각 0를 이루고있을 때, 중력에 의한 힘을 두 성분으로 나누면 mg cos θ의 지름 방향의 성분은 입자가 원 주상을 계속 운동하도록 유지시키는 구심 가속도를 공급하고 있고, mgsinθ의 접선 방향의 성분은 질점을 평형 위치로 되돌려 보내려는 복원력이 되는 것이다.
1. 실험 목적자유낙하 하는 물체의 수평방향의 초기가속도를 가지고 떨어지는 물체에 대하여 각각의 경우 중력가속도를 측정하고 그 차이가 없음을 확인한다.2. 이론 및 원리공기저항을 무시할 때 자유낙하 하는 물체에 작용하는 힘은 중력으로 일정하게 작용한다. 따라서 일정한 가속도(g)를 가지고 지구중심을 향하는 일차원 운동을 할 것이다. 처음 정지 상태에서 출발하고 운동방향을 +y로 정하면 t초후 물체의 낙하거리는 다음과 같이 주어진다. 마찬가지로 +x 방향으로 초기속도 v0를 가지고 떨어지는 물체의 경우, 이 운동은 서로 무관한 x방향의 운동과 y방향의 운동으로 나누어 분석할 수 있다. X방향은 작용하는 힘이 없고 따라서 초기속도 v0의 등속도운동을, y방향은 자유낙하하는 물체와 같은 운동을 하게 된다. 따라서가 되고 두 성분을 합하면 다음의 2차원 포물선 운동을 하게 된다.