[물리학]쿨롱의법칙

소개글

내용 위주로 보시면 도움이 많이 됩니다.
그래프 그리는 프로그램은 `오리진`을 사용하였습니다.

목차

7. 이 실험을 이해하기 위해 알아야 할 것
8. 자료 해석
9. 오차 원인 분석을 포함, 실험으로 알게 된 것

본문내용

7. 이 실험을 이해하기 위해 알아야 할 것
이번 실험은 쿨롱의 법칙을 잘 알아야 이해할 수 있다. 먼저 쿨롱의 법칙이란 두 전하 사이에 작용하는 힘을 말하는데, 우리는 이 실험에서는 같은 절대값을 갖지만 부호가 다른 전하를 가지고 그 전하가 모여 있는 양 극판 사이의 인력을 이용하여 전자저울 위에 있는 극판의 무게가 어떻게 변하는지를 측정하여 그 원리를 살펴 보았다. 먼저 전원 장치의 출력 단자와 콘덴서 판을 연결하여 +극은 위 극 판에 연결하고, -극은 아래의 극 판에 연결하였다. 이렇게 되면 두 극판에는 다른 부호의 전하가 모여 서로 다른 극이 생기는데, 이 때 극판 사이에는 인력이 발생하게 되는 것이다. 쿨롱의 법칙과 관련한 식 F=k(q1*q2)/r^2 을 보면 전하량이 클수록, 거리가 작을수록 인력이 세지는데, 고정된 위 극판이 고정되지 않은 저울 위의 극판을 당기는 셈이 되어 결과적으로 (영점 조절을 한)저울의 눈금은 음수를 가리켜 인력의 세기를 어느 정도 가늠해 볼 수 있는 것이다.
측정1)에서는 전압을 각각 3, 6, 9 kv로 일정하게 하여 극판 사이의 거리를 변화시키면서 질량 변화를 측정, 힘의 크기를 계산하였고, 측정2)에서는 반대로 거리를 각각 4, 8, 12 mm로 일정하게 하여 극판에 가하는 전압을 변화시키고 질량 변화를 측정, 힘의 크기도 계산해 보았다. 비교적 단순한 실험 같으나 고압의 전기를 사용하기 때문에 실험을 하면서 많이 조심해야 했고, 실험 데이터를 토대로 만든 그래프를 내 나름대로 여러 방향으로 해석해 보는 것이 재밌었다.

8. 자료 해석
측정1) 전압이 일정할 때
쿨롱의 법칙 ; F=(E0*A*V^2)/(2*d^2)
거리 제곱의 역수와 힘이 비례함을 보이고 있다. 따라서 각 그래프를 Linear Fit 시켜 각 전압에 따른 관계를 살펴보면 다음과 같다.

참고 자료

없음