마찰계수측정

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마찰계수측정실험

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1.실험목적
수평 접촉면 상에서 물체가 운동을 시작할 때, 또는 운동하고 있을 때의 힘을 측정하여 물체와 접촉면 사이의 정지마찰계수와 운동마찰계수를 측정한다.
2.이론 및 원리
물체가 다른 물체와 접촉하여 정지하고 있을 때나 일정한 속력으로 운동할 때 그 접촉면의 접선방향으로 작용하여 물체의 운동을 방해하려는 힘을 마찰력이라 한다. 마찰력의 크기는 접촉면의 상태에 따라 달라지며, 접촉면에 직교하는 법선력 에 비례한다. 즉 그림 1과 같이 물체 A에 힘 F를 작용시켜 물체 A가 겨우 움직이게 될 때의 마찰력을 정지마찰력이라 하며, 그값은 법선력 에 비례하고, 이때 비례상수를 정지마찰계수라 한다. 즉 또한 물체A에 힘 F를 작용시켜 이 물체가 일정한 속력으로 등속운동하게 하였다면 이 등속운동중의 마찰력을 운동마찰력이라 하며, 그 값은 법선력 에 비례하고, 이때의 비례상수 를 운동마찰계수라 한다. 즉 이 물체를 그림2와 같이 수평면과 어떤각 θ를 이루는 경사면 위에서 힘F로 끌어올린다면 마찰력보다도 더 큰힘이 필요하게 되며, 물체 무게의 경사면 방향의 분력 만큼 더 필요하게 된다. 즉 마찰력을 라 하면 끌어올리는 데 필요한 힘 F는 이다. 또는 이고,이므로
이다.
이식은 마찰력의 일반적인 식으로 물체가 겨우 움직일수 있게 힘F를 작용시켰다면
이고 물체가 일정한 속력으로 운동하도록 힘F를 작용시켰다면 다음과 같다.

참고 자료

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