[물리학실험 결과보고서]일과 에너지

소개글

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목차

1. 목차
2. 측정값 및 데이터 분석
3. 결과 및 토의

본문내용

1. 질문에 대한 토의
질문 1. 실험 2의 결과 |w_f/ΔE|와 (|ΔK|+|w_f |)/|ΔU| 로부터 일-에너지 정리의 유효성에 관하여 토의하시오.
정답 : 일 에너지 정리에서 ∆K = W_net = W_c + W_nc가 성립하고, 이를 확장하면, W_nc = ∆K + ∆U  = ∆E이다. 일 에너지 정리에 따르면, 마찰력이 한 일의 양은 운동에너지의 변화량과 같으므로 |w_f/ΔE|와 (|ΔK|+|w_f |)/|ΔU| 의 값은 1에 근사하여야 하는데, 실험을 통해 구해진 값은 각각 2.56과 1.08이다. 첫 번째 값은 여러 오차로 인해 큰 값이 나왔지만 두번 째 값은 1과 가까운 수가 나왔으므로 일-에너지 정리가 유효함을 알 수 있다.

질문 2. 실험 3으로부터 정지마찰력과 운동마찰력의 특징을 비교 검토하시오.
정답 : 정지마찰력은 물체가 정지한 상태에서 물체에 작용하는 외력과 같고 운동마찰력은 물체가 운동할 때 물체의 운동 방향에 반대로 작용하여 물체의 역학적 에너지를 감소시키는 힘이다. 이론적으로 정지마찰력이 운동마찰력보다 큰데 실험 값을 비교해보면 실제로 정지마찰력(μ_s×N)이 운동마찰력(μ_k×N)보다 큰 것을 알 수 있다.

질문 3. 충돌수레의 운동마찰계수와 나무토막의 운동마찰계수의 비를 구하시오. 이로부터 볼 수 있는 마찰력의 특징은 무엇인가? 바퀴의 효과를 음미하시오.
정답 : 실험 1의 운동마찰계수는 0.00399이고 실험 3의 운동마찰계수는 0.274 이다. 두 운동마찰계수의 비는 0.00399 : 0.274 = 1 : 68.7 이다. 바퀴에는 구름마찰력이라고 하는 원래의 운동마찰력보다 작은 마찰력이 작용한다. 그러므로 바퀴로 인하여 마찰력은 많이 줄어들고 이것이 바퀴의 효과이다.

참고 자료

물리학실험 (제12판) , 김기홍 외 14인, 아주대학교 출판사, 2018년, p49~58