아주대 물리실험 - 일 에너지 정리 A+ 보고서

소개글

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목차

[1] 측정값 및 데이터 분석
[2] 질문 및 토의
[3] 고찰

본문내용

질문 2) 실험 3으로부터 정지마찰력과 운동마찰력의 특징을 비교 검토하시오.
A : 마찰력이란 접촉해 있는 물체들 사이에서 발생하는 물체의 운동방향에 따라 그 반대로 작용하는 방해하는 힘이다. 실험 3에서 추에다가 약 0.6g의 클립을 하나씩 더하면서 어느 정도의 무게를 달 때 나무토막이 움직이는가를 관찰하였다. 나무토막은 33.7g일 때 움직이기 시작했고, 이때부터 일정량의 클립을 빼지 않으면, 계속 움직이는 것을 관찰했다. 이는 움직이기 시작할 때부터 정지 마찰력의 조건인 외력이 없고, 정지 상태인 조건이 사라지기 때문에 마찰계수가 그 순간부터 정마찰계수가 아니라 동마찰계수인 로 변하기 때문이다. 이를 통해 정지마찰력이 운동마찰력보다 크다는 것을 알 수 있다.

< 중 략 >

실험 3)은 정지마찰력과 운동 마찰력을 클립의 개수로 알아보는 실험이었으며, 가장 까다로운 실험이었다. 클립이 0.6g으로 상당히 작은 질량으로서 정지마찰력과 반대 방향인 중력을 꽤나 미소한 양으로 증가시켜 주지만, 올려놓을 때 줄의 흔들림이라든가 추의 회전 등으로 힘의 양이 계속해서 바뀌기 때문에 실험을 하면서 클립의 수가 바뀌었다. 이 때문에 클립을 놓을 때 가능한 한 움직임을 최소화 하며 클립을 놓았다. 의문이 들었던 점은 왜 최대 정지 마찰력이 운동 마찰력보다 큰 지였다. 그 이유는 관성이라고 예상했다. 물체가 자신의 상태를 유지하려고 하는 성질을 관성이라고 하므로, 정지해 있을 때는 물체에 정지해 있으려는 성질이 있을 것이고, 움직이고 있을 때는 계속 움직이려고 하여 정지해 있을 때의 마찰력이 더 크다고 생각하였다.
관성도 최대 정지마찰력의 크기에 기여를 하지만, 운동할 때에 분자간의 변형도 운동 마찰력의 크기가 정지 마찰력에 비해 더 적은 것에 영향을 미친다.

참고 자료

아주대학교 물리학실험 「물리학실험 제 11판」 - 아주대학교 출판부
위키피디아 마찰, 일-에너지 정리, 구름마찰
https://namu.wiki/w/%EB%A7%88%EC%B0%B0%EB%A0%A5
https://en.wikipedia.org/wiki/Friction
https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%9D%BC_(%EB%AC%BC%EB%A6%AC%ED%95%99
https://en.wikipedia.org/wiki/Rolling_resistance