[일물실] 뉴턴의 제2법칙

목차

1. 서론
2. 실험과정 및 실험결과
3. 논의

본문내용

1. 서론
가. 실험 목적
1) 물체에 알짜힘이 작용하면 가속도가 발생함을 확인할 수 있다.
2) 물체에 작용하는 알짜 힘과 가속도 사이의 관계를 확인할 수 있다.
3) 물체의 질량과 가속도 사이의 관계를 확인할 수 있다.

나. 배경이론
1) 뉴턴의 제2 법칙 : 힘과 가속도, 질량의 관계를 나타낸 운동 법칙으로 힘의 크기와 가속도는 비례하고 질량과 가속도는 반비례한다. 운동방정식은 F=ma이고 F는 물체에 작용하는 힘의 크기, a는 가속도, m은 물체의 질량이다.
2) V-t 그래프 : 시간에 따른 속도를 나타낸 그래프로 그래프 아래 면적은 이동 거리, 기울기는 가속도의 의미가 있다.
3) 마찰력 : 접촉하고 있는 두 물체 사이에서 물체의 움직임을 방해하는 힘을 통틀어 말한다. 고체와 고체 사이의 마찰력에는 운동마찰력과 정지마찰력, 굴림마찰력이 있으며 운동마찰력은 접촉면의 넓이와는 무관하다는 특징이 있다.
정지마찰력은 외력이 작용할 때 두 고체면 사이에 상대적인 움직임이 없도록 접촉면에 나란한 방향으로 두 고체면 사이에 작용하는 힘이다. 외력이 일정 크기 이상이 되면 두 고체면 사이에 움직임이 일어나는데 움직이기 직전의 정지마찰력의 크기를 최대정지마찰력이라고 하고 최대정지마찰력은 운동마찰력보다 크고 두 고체면 사이 수직항력(N)의 크기에 비례한다.
바퀴가 고체면 위에서 굴러갈 때 접촉면의 변형으로 바퀴의 운동 방향과 반대 방향으로 힘이 작용하는데, 이때의 힘을 굴림마찰력이라고 한다.

2. 실험과정 및 실험결과
가. 실험과정
1) 실험준비물
실험에 필요한 준비물은 다음 사진과 같다.

참고 자료

이기준 외 2명, 『고전역학 실험서』, DGIST PRESS, 2014
DGIST, 4. 뉴턴의 제2 법칙 ppt
Serway,『College Physics 11th edition 일반물리학』, 북스힐, 2019
[네이버 물리학백과] 마찰력