본문/내용
제목 : 마찰계수 측정
목적 : 평면과 경사면에 여러 종류의 물체를 놓고 용수철저울로 당겨 정지 마찰 계수와 운동 마찰계수를 각각 측정한다.
이론
최대 정지마찰력 : fs
용수철저울에 작용하는 최대 힘 : F
F = fs = μsN
μs : 정지마찰계수, N : 수직항력
N = mg
∴정지마찰계수 μs = =
<평면> N
F
N
F
mg
m
F
f
mg
F운동
mg
운동마찰계수(μk)를 얻기 위해 용수철저울을 이용하여 수레를 일정한 속도로 잡아 당긴다.
운동마찰계수 μk =
N
F(용수철)
최대 정지마찰력 : fs
용수철저울에 작용하는 최대 힘 : F
fs = μsN = μsmgcosθ
F = fs + mgsinθ
= μsmgcosθ + mgsinθ
∴ 정지마찰계수 μs =
<경사면>
m
mgsinθ
mg
θ
mgcosθ
θ
F용수철-mgsinθ
mgcosθ
운동마찰게수(μk)를 얻기 위하여 물체를 경사면에서 위로 일정한 속도로 이동시킨다.
운동마찰계수 μk = F
마찰력의 원인은 접촉면의 요철과 접촉물체들 사이의 정전기적 인력이다.
0부터 Breakway까지 정지 마찰력이고, 그 다음부터 운동 마찰력이다. 정지 정지마찰력은 물체가 정지했을때 물체에 작용하는 마찰력이며 거의 일정하다.
정지 마찰 계수 측정
정지한 상태에서 표면 상호간에 …
실험기구
1. 2m 마찰실험대, 수레(3종류), 삼각지지대와 쇠막대, 용수철저울 (3개)
1) 먼저 마찰실험대를 실험테이블에 평행하게 놓고 실험을 한다.
2) 3종류의 수레를 이용하여 각각 정지마찰계수와 운동마찰계수를 측정한다.
3) 3개의 용수철 저울 (2N, 5N, 10N)에 알맞은 질량을 수레에 올려 마찰력을 측정한다.
4) 마찰실험대의 각도를 변화시켜 방법 2 와 3을 반복한다.
(342.8)
3.0
4.4
1.7
0.3
2.4
1.8
2.3
1.8
평균
2.4
평균
1.8
m₂
(853.4)
2.7
0.3
m₂
(853.4)
2.4
0.3
2.8
2.5
2.8
2.4
평균
2.8
평균
2.4
m₃
(1106.1)
4.0
0.4
m₃
(1106.1)
3.8
0.4
4.1
3.8
4.0
3.7
평균
4.0
평균
3.8
3
(부직포)
m₁
(587.9)
2.4
0.4
3
m₁
(587.9)
2.0
0.3
2.3
1.9
2.4
2.0
평균
2.4
평균
2.0
m₂
(844)
3.2
0.4
m₂
(844)
2.8
0.3
3.3
2.8
3.3
2.9
평균
3.3
평균
2.8
m₃
(1096.7)
4.2
0.4
m₃
1096.7)
3.4
0.3
4.3
3.6
4.3
3.5
평균
4.3
평균
3.5
2. 경사면에서의 마찰실험 (각도 : 10˚)
정지마찰실험
운동마찰실험
수레
용수철
저울(N)
μs=f-mgsinθ/mgcosθ
수레
용수철
저울(N)
μk=F-mgsinθ/mgcosθ
종류
질량(g)
종류
질량(g)
1
(코르크)
m₁
(342.8)
1.5
0.3
1
m₁
(342.8)
1.3
0.3
1.7
1.4
1.8
1.4
평균
1.7
평균
1.4
m₂
(596.7)
3.0
0.5
m₂
(596.7)
2.5
0.5
3.2
2.6
3.0
2.6
평균
3.1
평균
2.6
m₃
(852.8)
4.4
0.7
m₃
(852.8)
4.0
0.7
4.3
4.0
4.2
3.9
평균
4.3
평균
4.0
2
(플라스틱)
m₁
(597.3)
2.4
0.4
2
m₁
(597.3)
1.7
0.3
2.4
1.8
2.3
1.8
평균
2.4
평균
1.8