쿨롱의 법칙 실험 보고서 (일반물리실험)

목차

[1] 실험값
(1) 지름 150mm 원판 전극 : A = 0.01767 ㎡
(2) 지름 125mm 원판 전극 : A = 0.01227 ㎡

[2] 결과분석
(1)실험값에 대한 결과분석
(2)오차율에 대한 결과분석

[3] 오차 논의 및 검토

[4] 결론

본문내용

[2] 결과분석
(1)실험값에 대한 결과분석
일반물리실험(2)(남형주 저) 에 나와있는 전기력(F)과 m(이론)의 공식은 다음과 같다.
F=-(ε_0 A(ΔV)^2)/(2d^2 )
m(이론) = -(ε_0 A(ΔV)^2)/(2d^2 ) x 1000 (단위:g)
따라서 질량(m)과 변수들(A,ΔV,d)의 관계는 곧 전기력(F)과 변수들의 관계로 해석할 수 있으므로, 후술할 내용에서 m(실험)의 그래프를 통해 전기력과 변수들의 관계를 확인할 것이다.
아래는 ‘[1]실험값’의 전압에 따른 m(실험)값의 데이터를 그래프로 나타낸 것이다. 실험은 순서대로 1-1, 1-2, 1-3, 2-1 이라고 하자.

위의 그래프로부터 실험 1-1, 1-2, 1-3, 2-1 모두 질량-전압 그래프가 포물선이 됨을 알 수 있다. 이는 위의 공식에서 전기력(F)이 전압(ΔV)의 제곱에 비례한다는 사실을 확인시켜준다.

실험 1-1, 1-2, 1-3 의 그래프를 비교해 대전체 사이의 거리와 전기력의 관계를 알 수 있다.

실험 1-1, 1-2, 1-3 에서 도체판 사이의 거리는 각각 5mm, 10mm, 15mm 이고 그 비는 1:2:3 이다. 공식에 따르면 전기력은 같은 전압일때 거리의 제곱에 반비례하므로, m(실험)값의 비는 1/1^2∶1/2^2∶1/3^2 = 36:9:4 가 되어야 한다. 위 그래프에서 m(실험)값의 비가 36:9:4 에 근접함을 확인할 수 있다.

실험 1-1과 2-1을 비교하면 도체판의 크기와 전기력의 관계를 알 수 있다.

큰 도체판의 면적은 0.01767㎡ 이고, 작은 도체판의 면적은 0.01227㎡ 이다. 큰 도체판의 면적은 작은 도체판의 면적의 약 1.44배 이다. 공식에 의하면 전기력은 도체판의 면적에 비례해야 하는데, 위의 그래프에서 이를 확인할 수 있다.

참고 자료

없음