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[일반물리 A+자료(data)] 마찰계수 측정 예비와 결과

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작성일18-01-24 04:22

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즉 그림 1과 같이 물체 A에 힘 F를 작용시켜 물체 A가 겨우 움직이게 될 때의 마찰력을 정지마찰력이라 하며, 그 값은 법선력 에 비례하고, 이때 비례상수 를 정지마찰계수라 한다. ③ 위의 측정(測定) 치로부터 정지마찰력의 크기가 접촉면적에 무관하여, 법선력 에 비례함을 관찰하고 정지마찰계수 를 구한다. 물체가 움직이기 스타트할 때까지 추를 증가시키면 그때의 추의 무게 F는 정지마찰력 와 같다. 즉

(1)

또한 물체 A에 힘 F를 작용시켜 이 물체가 일정한 속력으로 등속운동하게 하였다면 이 등속운동중의 마찰력을 운동마찰력이라 하며, 그 값은 법선력 에 비례하고, 이때의 비례상수 를 운동마찰계수라 한다. 용수철 저울을 이용하여 실험할 경우 물체가 움직이기 스타트할 때 용수철 저울의 눈금은 정지 마찰력 와 같다.
② 위의 측정(測定) 치로부터 운동마찰력의 크기가 접촉면적에 무관하며, 법선력 에 비례함을 관찰하고 운동마찰계수를 식 (2)로 구한다.

?운동마찰계수
① 정지마찰계수 측정(測定) 과 같은 방법으로 실험하되 매번 수평면의 바닥을 조 금씩 두드려 주면 물체는 정지마찰력보다 적은 힘에서 등속운동을 할 수 있게 된다 이때의 힘을 운동마찰력 로 한다.

(6)
…(drop)
물체가 경사면 위에서 자유로이 일정한 속력으로 겨우 미끄러져 내려오도록 비탈의 각이 조절되었을 때 이각을 마찰각이라 부른다. 또는 이고, 이므로

(4)

이다. 즉

(2)







이 물체를 그림 2과 같이 수평면과 어떤 각 θ를 이루는 경사면 위에서 힘 F로 끌어올린다면 마찰력보다도 더 큰 힘이 필요하게 되며, 물체 무게의 경사면 방향의 분력 만큼 더 필요하게 된다 즉 마찰력을 라 하면 끌어올리는 데 필요한 힘 F는

(3)

이다.

2) 경사면에서의 마찰계수 측정(測定)

?정지마찰계수
① 그림 4과 같이 경사면에 물체 A를 올려놓고 수평면상에서의 정지마찰계 수 측정(測定) 방법으로 실험한다. 마찰력의 크기는 접촉면의 상태에 따라 달라지며, 접촉면에 직교하는 법선력 에 비례한다.

2. 기구

사면대, 나무토막, 실, 추, 추걸이, 수평면, 도르래

3. 원리 및 理論(이론)

물체가 다른 물체와 접촉하여 정지하고 있을 때나 일정한 속력으로 운동할 때 그 접촉면의 접선방향으로 작용하여 물체의 운동을 방해하려는 힘을 마찰력이라 한다. 이 식은 마찰력의 일반적인 식으로 물체가 겨우 움직일 수 있게 힘 F를 작용시켰다면

(5)

이고, 물체가 일정한 속력으로 운동하도록 힘 F를 작용시켰다면 다음과 같다.
c 정지마찰계수 측정(測定) 과 같이 그 기울기 를 구하면 운동마찰계수를 알 수 있다.





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순서





마찰계수 측정(測定)

1. 목적

수평 접촉면 상에서 물체가 운동을 스타트할 때, 또는 운동하고 있을 때의 힘을 측정(測定) 하여 물체와 접촉면 사이의 정지마찰계수와 운동마찰계수를 측정(測定) 한다.
② 물체 A위에 추를 0.1[kg]씩 증가시켜가면서 그 때마다의 F를 측정(測定) 한다. 이때는 끌어올리는 힘을 작용시키지 않으므로 F=0이고, 식(3?26)에서 합의 크기로 보아 이므로, 운동마찰계수 는

(7)

가 된다

4. 실험 방법

1) 수평면상에서의 마찰계수 측정(測定)

?정지마찰계수
① 물체 A의 무게 W를 측정(測定) 한 다음 그림 3?12와 같이 수평면 위에 물체를 올려놓은 후 실을 연결하여 추를 달 수 있도록 한다.
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다.
④ 또한 물체의 무게와 추의 무게를 더한 값()의 변화에 따른 의 변화 를 그려서 그 기울기를 구하면 그 기울기 는 정지마찰계수 가 된 다.

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