보고서 설명

"[일반물리실험 A+ 4.5 자료] - 일정한 힘과 운동 마찰 실험 보고서"에 대한 내용입니다.

이공계 4.5 만점 수석 학생의 보고서입니다.
예비보고서와 결과보고서가 함께 작성되어 있는 레포트입니다.
총 40장의 내용으로 모든 실험 결과가 세밀하게 분석되어 있습니다.
더불어, 오차분석 및 토의가 논리적이고 체계적으로 작성되어 있습니다.

일반물리실험 교재 속 문제에 대한 풀이도 상세히 작성되어 있습니다.

본문일부 및 목차

Ⅰ. 개요 (Introduction)

ⅰ) 실험 목표

1. 마찰을 거의 무시할 수 있는 경우에 물체의 힘과 운동에 대해 실험 데이터를 측정 하
여 같은 질량의 물체에 작용하는 힘의 크기가 물체의 운동에 미치는 영향을 이해한다.
또한, 힘에 의한 물체의 운동 변화를 뉴턴이 제 2법칙을 이용하여 설명하고 같은 힘이
작용할 때 물체의 질량에 따라 운동이 어떻게 달라지는지 확인한다.
2. 마찰을 무시할 수 없는 경우에 물체의 운동을 측정하여 마찰계수를 확인하고 수직항
력-마찰력 관계와 마찰면-마찰계수의 관계를 확인한다.
3. Photogate with pulley를 이용하여 매달린 추의 무게로 인해 끌어 당겨지는 수레의
운동을 측정하여 마찰이 있는 경우와 마찰이 없는 경우의 운동 차이를 확인하고 마찰
이 있는 경우의 운동마찰계수를 확인한다.


Ⅱ. 이론 (Theory)

ⅰ) 마찰력 (Force of Friction)

(1) 정지 마찰력
(2) 운동 마찰력
(3) 마찰계수

ⅱ) 마찰력이 없는 수레의 운동

ⅲ) 운동마찰이 있는 운동

ⅳ) 뉴턴의 제 2법칙 (Newtons second law)


Ⅲ. 실험장치 및 실험절차 (Apparatus & Procedure)

ⅱ) 비교 변인

ⅲ) 실험절차

ⅳ) 주의 사항


Ⅳ. 데이터 및 결과 (Data & Results)


ⅰ) 마찰이 없는 경우 - 역학 수레의 질량(=0.593kg)이 일정하고 추(추+추걸이)의 질량을
3가지로 (= 0.049kg, =0.099kg, =0.149kg) 변화시키는 실험

(1) 가속도의 이론값과 실험값

(2) 실험 결과를 보고 추의 질량과 가속도, 추걸이와 추에 의해 주어지는 일정한 힘
사이에 어떠한 관계가 있는지 그래프로 표현하고 설명하시오.


ⅱ) 마찰이 없는 경우 – 추(추+추걸이)의 질량(= 0.049kg)이 일정하고 수레의 질량을
3가지로 (=0.593kg, =0.841kg, =1.090kg) 변화시키는 실험

(1) 가속도의 이론값과 실험값

(2) 역학수레의 위치, 속도, 가속도는 시간에 따라 어떻게 변하는지 서술하시오.

(3) 실험 결과를 보고 역학수레의 질량과 가속도, 추걸이와 추에 의해 주어지는 일정한 힘 사이에 어떠한 관계가 있는지 그래프로 표현하고 설명하시오.


ⅰ,ⅱ) 마찰을 무시할 수 있는 경우

(1) 시간 – 거리 그래프

(2) 시간 – 속도 그래프


ⅲ) 마찰이 있는 경우 – 수레의 질량(=0.593kg)이 일정하고 추(추+추걸이)의 질량을
3가지로 (=0.248kg, =0.298kg, =0.348kg) 변화시키는 실험

(1) 가속도의 이론값과 실험값

(2) 추의 질량에 따라 측정된 운동 마찰 계수의 차이가 있는가? 아니면 유사한가? 그 이유는 무엇일까 설명하시오.


ⅳ) 마찰이 있는 경우 – 추의 질량이 (=0.348kg)로 일정하고 수레의 질량을 3가지로
(=0.593kg, =0.841kg, =1.090kg) 변화시키는 실험

(1) 가속도의 이론값과 실험값

(2) 역학수레의 질량에 따라 측정된 운동 마찰 계수의 차이가 있는가? 아니면 유사한가? 그
이유는 무엇일까 설명해 보시오.


ⅲ,ⅳ) 마찰이 있는 경우

(1) 시간 – 거리 그래프

(2) 시간 – 속도 그래프



Ⅴ. 오차분석 (Error Analysis)

ⅰ) 절대 오차


(1) 마찰이 없는 경우 - 역학 수레의 질량(=0.593kg)이 일정하고 추(추+추걸이)의 질량을
3가지로 (= 0.049kg, =0.099kg, =0.149kg) 변화시키는 실험


(2) 마찰이 없는 경우 – 추(추+추걸이)의 질량(= 0.049kg)이 일정하고 수레의 질량을
3가지로 (=0.593kg, =0.841kg, =1.090kg) 변화시키는 실험

(3) 마찰이 있는 경우 – 수레의 질량(=0.593kg)이 일정하고 추(추+추걸이)의 질량을
3가지로 (=0.248kg, =0.298kg, =0.348kg) 변화시키는 실험

(4) 마찰이 있는 경우 – 추의 질량이 (=0.348kg)로 일정하고 수레의 질량을 3가지로
(=0.593kg, =0.841kg, =1.090kg) 변화시키는 실험


ⅱ) 오차율

(1) 마찰이 없는 경우 - 역학 수레의 질량(=0.593kg)이 일정하고 추(추+추걸이)의 질량을
3가지로 (= 0.049kg, =0.099kg, =0.149kg) 변화시키는 실험

(2) 마찰이 없는 경우 – 추(추+추걸이)의 질량(= 0.049kg)이 일정하고 수레의 질량을
3가지로 (=0.593kg, =0.841kg, =1.090kg) 변화시키는 실험

(3) 마찰이 있는 경우 – 수레의 질량(=0.593kg)이 일정하고 추(추+추걸이)의 질량을
3가지로 (=0.248kg, =0.298kg, =0.348kg) 변화시키는 실험

(4) 마찰이 있는 경우 – 추의 질량이 (=0.348kg)로 일정하고 수레의 질량을 3가지로
(=0.593kg, =0.841kg, =1.090kg) 변화시키는 실험


ⅲ) 표준편차와 표준오차

(1) 마찰이 있는 경우 – 수레의 질량(=0.593kg)이 일정하고 추(추+추걸이)의 질량을
3가지로 (=0.248kg, =0.298kg, =0.348kg) 변화시키는 실험

(2) 마찰이 있는 경우 – 추의 질량이 (=0.348kg)로 일정하고 수레의 질량을 3가지로
(=0.593kg, =0.841kg, =1.090kg) 변화시키는 실험


ⅳ) 실험기구로부터 발생 가능한 오차 범위

ⅴ) 오차 원인 및 개선 방안




Ⅵ. 토의 (Discussion)


Ⅶ. 참고문헌 (References)

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