아주대학교 물리학실험 4. 등가속도 운동, 마찰력 / A+

소개글

아주대학교 물리학실험의 등가속도 운동, 마찰력 레포트입니다.
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목차

1. 측정
1) 실험 1
2) 실험 2
3) 실험 3

2. 데이터 분석
1) 실험 1
2) 실험 2
3) 실험 3

3. 결과 및 토의

본문내용

2. 실험과정 및 결과에 대한 토의
실험1: 본 실험에서는 수평면에서의 수레의 운동이 등가속도 운동이 되는지, 만약 등가속도 운동이 된다면 그 이유가 무엇인지 알아본다. 실험은 수평면으로 설치된 레일에서 운동 센서에서 10cm 떨어진 곳에 놓여진 수레가 다른 한 쪽 끝까지 100cm까지 운동했다가 반대편 끝막이에 부딪혀 100cm 다시 돌아올 때의 가속도값을 비교하여 실제 등가속도 운동에 가깝게 운동하는지 검토한다. 실험결과에 따르면, 앞으로 갈 때의 평균 가속도와 다시 되돌아 올 때의 평균 가속도의 차이는 0.0067로, 이는 100cm 트랙에서 약 3.2초동안 운동한 실험 환경을 생각하면 무시해도 괜찮을 정도로 작은 수치이다. 따라서 본 실험에서는 수평면의 등가속도 운동이 매우 작은 오차로 정상적으로 관찰되었다.

실험2: 수평면에서의 수레의 운동을 관찰했던 이전 실험과는 달리 이번엔 나무토막 두 개를 더 받혀 운동 센서가 설치되어 있는 레일의 한 쪽 끝을 약 45.9cm 더 높게 만들어 경사면을 만든다. 수레는 레일의 낮은 끝에 설치하고, 직접 힘을 주어 운동 센서의 약 10cm 앞까지 갔다가 다시 레일을 따라 미끄러져 내려오는 운동을 관찰한다. 이때 올라갈 때와 내려올 때의 평균가속도를 측정하고 이 둘의 평균 가속도를 측정하고 비교하여 경사로에서의 운동이 등가속도 운동인지 검토한다. 실험 결과에 따르면 올라갈 때의 평균가속도와 내려갈 때의 평균가속도의 차는 약 0.0907로 이는 언뜻 보기에 매우 작은 값으로 보일 수 있으나, 실험 1에서의 평균가속도가 부터 시작하는 반면 실험 2의 평균가속도는 부터 시작하고, 심지어 이는 약 0.1에 가까운 수이다. 실험 결과를 다시 검토해본 결과 실험 내용 중 지표로 설정한 은 끝막이에서 막 출발하고 있을 때의 데이터로, 인 점으로부터 약 0.5초 이내의 데이터를 사용한 문제였다. 따라서 그래프 상으로 관찰된 값들 중 인 점으로부터 약 0.5초 이후인 값들 중 하나인 를 사용해 모든 실험값을 다시 계산했어야 했다.

참고 자료

조두진 외, 『제12판 물리학실험』, 아주대학교 출판부, 2018, pp.35~42.
레이먼드 A. 외,『대학물리학 I 9th Edition』, 대학물리학교재편찬위원회 역, 북스힐, 2017, pp.104~107.
“오차”, <위키피디아>, 2008. 3. 1, <https://ko.wikipedia.org/wiki/오차>, (2019. 7. 14).