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질량에 반비례한다. 따라서 (3) 이다.905 2. 남은 힘은 장력 뿐이므로 (2) 가 된다.494 3.72% 3 . , 모든 힘이 상쇄되어 만 남게 된다.025 횟수 (글라이더+추) 시간 오차(%) 1 0.자연과학 자료 일반물리학 실험 자료 F=ma와 마찰력 Up [자연과학] [일반물리학 실험] F=ma와 마찰력.161 0.485 0.971 1. 이론 : 물체의 가속도는 물체가 받은 힘의 크기에 비례하고, m은 물체의 질량, 는 외부에서 물체에게 가해지는 힘의 합력이고, 장력 는 물체 이 받는 장력과 동일하다고 볼 수 있다. 3.23 0.742 5.4% 4 0.512 8.048 4.hwp 파일자료 (압축문서). 그림과 같이 물체 이 받는 힘은 수직방향과 수평방향으로 나눌 수 있는데 수직방향의 힘은 서로 상쇄되어 0이 된다. 이때, 는 다음과 같이 적용할 수 있고 (5) 여기서 가속도 를 구하면 (6) 이 된다. 마찰이 있는 경우 마찰력 마찰력 운동마찰계수 가속도 실험값 거리 (추걸이+추) (글라이더) 0.506% 2 0. 마찰이 없고,, a는 물체의 가속도이다.818 1. 마찰이 없는 경우 가속도 이론값 가속도  ......

 

 

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자연과학 자료 일반물리학 실험 자료 F=ma와 마찰력

 

[자연과학] [일반물리학 실험] F=ma와 마찰력

 

1. 제목 : F=ma와 마찰력

 

2. 목적 : 의 관계를 실험을 통하여 알아본다.

 

3. 이론 :

 

물체의 가속도는 물체가 받은 힘의 크기에 비례하고, 질량에 반비례한다. 이것을 Newton의 제2법칙이라고 한다.

 

(1)

이다. 이때, 는 외부에서 물체에게 가해지는 힘의 합력이고, m은 물체의 질량, a는 물체의 가속도이다.

1) 각각의 물체가 받는 힘을 이용하여 수식을 세우고 연립해서 수식을 연립하여 가속도를 구할 수 있다.

 

그림과 같이 물체 이 받는 힘은 수직방향과 수평방향으로 나눌 수 있는데 수직방향의 힘은 서로 상쇄되어 0이 된다. 남은 힘은 장력 뿐이므로

 

(2)

가 된다. 물체 이 받는 힘은 장력 와 중력 이고, 장력 는 물체 이 받는 장력과 동일하다고 볼 수 있다. 따라서

 

(3)

이다. 이 두 식을 더하면 장력 를 상쇄할 수 있고 가속도 를 구하면

 

(4)

이다.

 

2) 물체 과 물체 을 하나의 물체 으로 고려하여 가속도 를 구할 수 있다.

 

그림에서 물체 이 받는 살펴보면, 모든 힘이 상쇄되어 만 남게 된다. 따라서, 는 다음과 같이 적용할 수 있고

 

(5)

여기서 가속도 를 구하면

 

(6)

이 된다.

 

4. 결과 :

 

: 추걸이와 추의 질량 : 글라이더+추의 질량 : 중력가속도

: photogate 사이의 거리 : 측정된 시간 : 에어트랙 기울기 : 받침 높이

A. 마찰이 없는 경우

가속도 이론값 가속도 실험값

거리

(추걸이+추)

0.5m

0.025

횟수

(글라이더+추)

시간

오차(%)

1

0.18

0.908

1.195

1.213

1.506%

2

0.2

0.971

1.089

1.061

2.571%

3

0.22

1.002

1

0.996

0.4%

4

0.24

1.051

0.924

0.905

2.056%

B. 마찰이 있는 경우

마찰력 마찰력 운동마찰계수

가속도 실험값

거리

(추걸이+추)

(글라이더)

0.5m

0.105

0.18

횟수

시간

 

마찰력

마찰계수

1

2.660

0.141

0.989

0.561

2

2.485

0.162

1.983

0.557

3

2.825

0.125

0.993

0.563

4

3.240

0.095

1.002

0.568

C. 마찰이 없고, 기울기가 있는 경우

가속도 이론값 가속도 실험값

거리

(추걸이+추)

 

0.5m

0.055

0.1

횟수

(글라이더+추)

시간

오차(%)

1

0.18

0.818

1.543

1.494

3.17%

2

0.23

0.977

1.100

1.048

4.72%

3

0.28

1.161

0.789

0.742

5.95%

4

0.33

1.397

0.56

0.512

8.57%

…(생략)

 

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