[자연과학]experiment(실험)보고서 - 뉴턴역학[뉴턴의 운동 제 2법칙[F〓ma]을 이용]
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작성일 20-05-01 01:49
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실험결과/기타
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설명
1. 實驗 목적
선형 무마찰 實驗대 상에서 등가속도 운동을 하는 물체의 가속도(實驗값)를 측정(測定) 하고, 이 측정(測定) 결과를 뉴턴의 운동 제 2법칙(F〓ma)을 이용하여 풀이한 가속도(理論값)와 비교하여 본다. 즉, 질량과 가속도는 반비례한다.
2. 기본 원리
[1]뉴턴의 운동 제 2법칙
물체의 질량(m), 물체에 작용하는 힘(F), 물체의 가속도(a) 간의 상관관계를 알아보기 위해서 세 가지 양들 중 한 가지를 일정한 상태로 두었을 때, 다른 두 가지 양이 서로 어떤 관계에 있는지를 알아보자.
(ⅰ)질량이 일정할 때 : 물체에 작용하는 힘이 클수록 물체는 더 큰 가속도를 갖는다. (a∝F)
(ⅱ)힘이 일정할 때 : 질량이 큰 물체일수록 작은 가속도를 갖는다. (F∝m)
위와 같은 물체의 질량, 힘, 가속도의 상관관계로부터 ‘어떤 물체에 힘을 가하면 물체는 가속도를 가지게 되며 그 크기는 가한 힘에 비례하고 물체의 질량에 반비례 한다’는 conclusion 을 도출해 낼 수 있다 즉,
F〓kma … ①
라고 표현 할 수 있다 여기서, k는 비례 상수로서, SI 단위로 1kg의 물체의 질량에 대하여 1N의 힘은 1m/s²의 가속도를 가지게 하므로 k〓1이 된다 즉, 1N〓1kg?m/s²이다. (F∝m)
위와 같은 물체의...
1. 實驗 목적
선형 무마찰 實驗대 상에서 등가속도 운동을 하는 물체의 가속도(實驗값)를 측정(測定) 하고, 이 측정(測定) 결과를 뉴턴의 운동 제 2법칙(F〓ma)을 이용하여 풀이한 가속도(理論값)와 비교하여 본다. (a∝F)
(ⅱ)힘이 일정할 때 : 질량이 큰 물체일수록 작은 가속도를 갖는다. (a∝1/m)
(ⅲ)가속도가 일정할 때 : 두 물체가 동일한 가속도를 갖기 위해서는 질량이 더 큰 물체에 더 큰 힘을 가해 줘야만 한다.
한편, 여러 개의 힘들이 물체에 작용한다면, 이 힘들의 벡터 합이 되는 합력을 알짜 힘으로써 고려해야 하므로 뉴턴의 운동 제 2법칙은
∑F〓ma … ②
로 쓸 수 있다
[2]뉴턴의 운동 제 2법칙 응용 (1) - 마찰이 없는 경사면에서의 운동
mg
mgcosθ
mgsinθ
N
m
y
x
θ
그림1. 마찰이 없는 경사면 위의 물체에 작용하는 힘들
그림1에서와 같이 마찰이 없는 …(To be continued )
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다. 그리고 이와 같은 conclusion 을 뉴턴의 운동 제 2법칙이라고 부른다. (a∝1/m)
(ⅲ)가속도가 일정할 때 : 두 물체가 동일한 가속도를 갖기 위해서는 질량이 더 큰 물체에 더 큰 힘을 가해 줘야만 한다. 즉, 물체의 가속도는 작용하는 힘에 비례한다.
2. 기본 원리
[1]뉴턴의 운동 제 2법칙
물체의 질량(m), 물체에 작용하는 힘(F), 물체의 가속도(a) 간의 상관관계를 알아보기 위해서 세 가지 양들 중 한 가지를 일정한 상태로 두었을 때, 다른 두 가지 양이 서로 어떤 관계에 있는지를 알아보자.
(ⅰ)질량이 일정할 때 : 물체에 작용하는 힘이 클수록 물체는 더 큰 가속도를 갖는다. 즉, 물체의 가속도는 작용하는 힘에 비례한다. 즉, 질량과 가속도는 반비례한다.
