「예비리포트」마찰계수측정

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제가 직접 작성하여 A+받은 유니크한 자료랍니다^^

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본문내용

◈ 실험목표
수평 접촉면 상에서 물체가 운동을 시작할 때, 또는 운동하고 있을 때의 힘을 측정 하여 물체와 접촉면 사이의 마찰 계수를 구해본다. 또한 마찰력의 종류를 알고 마찰력의 크기를 다르게 하는 원인을 분석해본다.
◈ 실험원리
한 물체가 다른 물체와 접촉하여 상대운동을 하려고 할 때 또는 상대운동을 하고 있을 때, 그 접촉면의 접선방향으로 작용하는 운동을 방해하려는 힘을 마찰력이라 한다. 상대속도가 없을 때 마찰력을 정지마찰력이라 하며 상대운동이 있을 때의 마찰력을 운동 마찰력이라 한다. 마찰력의 크기는 접촉면의 상태에 따라 달라지며 접촉면의 넓이에는 거의 관계가 없고, 법선방향의 힘에 비례한다.
<그림 1>
<그림1>과 같이 물체 A에 수평방향의 힘 F를 가해도 물체 A가 움직이지 않을 때에 는 힘 F가 마찰력 f와 비기고 있을 경우이다.
힘 F를 증가시켜도 물체가 움직이지 않으면 마찰력 f도 증가하게 된다.
물체가 움직이기 직전의 마찰력을 최대 정지 마찰력이라 하며, 이를 fs라 하면, 정지마찰 계수 μs는 s와 N의 비로서 정의된다.
μs= fs/N 물체가 운동을 하면 마찰력은 운동마찰력 k가 되며 운동마찰 계수 μk는 μk= k/N로 정의된다.
<그림 2>
운동마찰계수 μk는 보통 μs보다 작다.
<그림2>와 같이 수평면과 θ의 경사를 가진 빗면 위에 놓인 질량m인 물체에 작용하는 힘에는 수직항력N, 빗면에 따라 내려오는 힘 F와 마찰력 s가 있다. 물체가 미끄러져 내려오지 않을 때 이들 사이에는 = s인 관계가 있다. 빗면의 각θ가 어떤 임계각θc가 되면 물체는 막 미끄러져 내려오기 시작한다. 이때는 ≥ s 이다. 최대 정지 마찰계수는 물체가 미끄러져 내려오는 순간의 빗면 각의 탄젠트 값이다.

참고 자료

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