콘덴서 판을 이용한 쿨롱의 법칙

소개글

포항공대 일반물리실험 에이쁠 보고서입니다.. ^ㅡ^
이 실험은 콘덴서 판을 이용해서 쿨롱의 힘을 실험적으로 측정해보는 실험입니다.
대전된 축전판의 원리를 이용해서 측정하는 것입니다.
고전압을 이용해서 쿨롱의 힘을 측정합니다.
고찰, 분석, 결과 잘 썼습니다. 많이 구입해주세요.. ^ㅡ^

목차

1. 초록
2. 실험개요
3. 실험이론
4. 실험방법
5. 실험결과 및 분석
6. 결론 및 고찰
7. 참고문헌 및 참고사이트

본문내용

6. 결론 및 고찰
이번 실험은 콘덴서 판을 이용하여 쿨롱의 힘을 실험적으로 측정해보는 실험이다. 다양한 조건들을 변화시켜 가면서 쿨롱의 힘이 어떠한 변수들에 의해서 영향을 받는지를 알아 볼 수 있었다. 즉, 극판사이의 거리, 두 극판 사이의 전압, 그리고 극판의 넓이를 독립변수로 하여 실험을 한 결과 이러한 변수들과 전기력과의 관계를 알 수 있었다.
첫 번째 실험에서는 전압과 극판을 통제변인으로 하여, 두 극판사이의 거리를 변화시켜 라는 결론을 얻을 수 있었다. 두 번째 실험에서는 두 극판사이의 거리와 극판을 통제변인으로 하여, 전압을 변화시켜 라는 결과를 얻을 수 있었다. 세 번째 실험에서는 극판사이의 거리를 통제변인으로 하여, 직경이 다른 두 원판을 이용하여 전압을 변화시켜 그 기울기를 측정한 결과, , 즉, 라는 결과를 도출할 수 있었다.
실험을 통해 얻은 세 가지 비례관계를 통합해보면 다음과 같은 식을 얻을 수 있다.

이 식은 실험원리에서 유도한 식과 유사하며, 실제 식에서의 비례상수가 라는 것 말고는 거의 일치하는 식이다.
이 실험에서 구한 결과에서 한층 더 나아가 실험결과를 통해 구한 상수 와 실제 전기력 공식에서 상수인 값을 비교해 볼 수 있다. 비례상수 는 아래와 같은 식을 통해 구할 수 있으며, 그 값을 구한 것은 아래의 표와 같다.

⇒ 실험결과 2번, 직경 20cm, 일 때의 결과 사용. (단위 : )
전압(kV)12345678910111213상수(× 10-12)3.743.223.153.093.143.113.253.403.633.753.713.673.65
위에서 구해진 값들의 평균을 구해보면 다음과 같다.

이는 실제 값인 와 꽤 차이가 난다. 이는 분명히 오차가 존재한다는 뜻이며, 아래에서 오차의 원인을 분석해 볼 것이다.

참고 자료

⑴ Fundamentals of physics 7th edition, Halliday, Resnick, Walker, 2005, p581~p584, p659~p660
⑵ 하이탑 물리 Ⅱ, 김종권, 이강석, p464~p466
⑶ 최신물리, 최종락, 신병현, 2004, p262~p266