[일반물리실험] 액체의 밀도 측정 결과보고서 (이론,결과,오차 다수/A+)

소개글

"[일반물리실험] 액체의 밀도 측정 결과보고서 (이론,결과,오차 다수/A+)"에 대한 내용입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 실험 개요
3. 실험 이론 및 실험 원리
4. 실험 기구
5. 실험 방법
6. 실험결과
7. 토의
8. 참고 문헌

본문내용

1. 실험 목적
Hare의 장치를 이용하여 액체의 밀도를 측정한다. 그리고 그 과정에서 뉴턴의 운동 제 1법칙의 적용과 액체(유체) 내의 압력에 관한 정의를 이해한다.

2. 실험 개요
Hare의 장치를 이용하여 물과 에틸-알코올의 액체 기둥을 만들고, Hare 장치 내의 공기압력을 조금씩 높여주어 액체 기둥의 높이를 조금씩 낮춘다. 이 과정에서 두 액체 기둥의 높이 변화를 측정하고, 두 액체 기둥의 높이 변화의 비와 이미 알고 있는 물의 밀도를 이용하여 밀도를 모르는 액체 시료로서의 에틸-알코올의 밀도를 측정한다. 한편, 에틸-알코올의 밀도 측정 후에는 시중에서 판매되는 소주를 액체 시료로 하여 그 밀도를 측정하고, 이 밀도의 측정값으로부터 소주 내 에틸-알코올의 농도를 알아낸다. 이러한 액체의 밀도 측정 과정에서 액체의 정적 평형상태를 해석하는 데에 뉴턴의 운동 제 1법칙이 적용됨을 이해하고, 이를 통해 정의되는 액체 내의 압력을 또한 이해한다.

3. 실험 이론 및 실험 원리
ⅰ) 이상액체 내 정적 평형 상태
일반적으로 정적 평형 상태는 물체나 어떤 대상에 작용하는 알짜힘이 0이며 돌림힘(토크)의 함이 0일 때를 일컫는다. 예를 들자면 책을 쌓아 올릴 때가 있다. 이는 쌓아올린 책들의 중력과 바닥이 책에 작용하는 수직항력, 바람에 의한 반작용 등등 여러 외력들의 함이 0임과 동시에 책들을 쌓아올린 위치에 따른 토크의 합이 0이기 때문에 비로소 가능한 일이라고 볼 수 있다. (출처1) 이러한 고체의 정적평형과 마찬가지로 액체의 경우에도 알짜힘과 토크가 0임을 전제로 한다. 가령 한쪽에 치우져친 상태의 액체가 존재한다면, 이 액체에서 흐름이 생기고 정적 평형상태를 유지하지 못한다. 즉, 액체 내 정적 평형 상태란 같은 깊이에 있는 모든 점의 압력이 같은 상태를 의미한다.

ⅱ) 부력 (아르키메데스의 원리)
부력이란 유체에 잠긴 가상의 구를 채우고 있는 물의 무게와 같다. 특정 물체가 액체 내에 들어가 있다고 가정해보자. 이 물체의 외부에서 작용하는 알짜힘은 둘러싼 액체로부터 작용하며 이 물체에 작용하는 부력은 물체가 차지하고 있는 부피만큼의 액체의 무게와 동일하다.

참고 자료

남형주, 『일반물리실험(1)』, 북스힐, 55p~64p, 241p
Raymond A.Serway 외 1인, 『대학물리학Ⅰ』, 북스힐, 제10판, 90p~91p, 328p~330p
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https://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%AC%BC 2021. 3. 12.
“에틸-알코올”, from Wikipedia, the free encylopedia
https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%97%90%ED%83%84%EC%98%AC 2021. 3. 12.
“밀도”, from Wikipedia, the free encylopediahttps://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%B0%80%EB%8F%84 2021. 3. 12.
"비커”, from Wikipedia, the free encyclopedia
https://ko.wikipedia.org/wiki/비커
“부력” from Wikipedia, the free encylopedia
https://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%B6%80%EB%A0%A5 2021. 3. 12.