[일반물리 A+자료] 마찰계수 측정 예비와 결과

1. 목적

2. 기구

3. 원리 및 이론

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4. 실험 방법

1) 수평면상에서의 마찰계수 측정

① 물체 A의 무게 W를 측정한 다음 그림 3?12와 같이 수평면 위에 물체를 올려놓은 후 실을 연결하여 추를 달 수 있도록 한다. 물체가 움직이기 시작할 때까지 추를 증가시키면 그때의 추의 무게 F는 정지마찰력 와 같다. 용수철 저울을 이용하여 실험할 경우 물체가 움직이기 시작할 때 용수철 저울의 눈금은 정지 마찰력 와 같다.

② 물체 A위에 추를 0.1[kg]씩 증가시켜가면서 그 때마다의 F를 측정한다. ③ 위의 측정치로부터 정지마찰력의 크기가 접촉면적에 무관하여, 법선력 에 비례함을 관찰하고 정지마찰계수 를 구한다.

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.

① 정지마찰계수 측정과 같은 방법으로 실험하되 매번 수평면의 바닥을 조 금씩 두드려 주면 물체는 정지마찰력보다 적은 힘에서 등속운동을 할 수 있게 된다. 이때의 힘을 운동마찰력 로 한다.

② 위의 측정치로부터 운동마찰력의 크기가 접촉면적에 무관하며, 법선력 에 비례함을 관찰하고 운동마찰계수를 식 (2)로 구한다.

2) 경사면에서의 마찰계수 측정

① 그림 4과 같이 경사면에 물체 A를 올려놓고 수평면상에서의 정지마찰계 수 측정방법으로 실험한다.

② (5)식에 의해 정지마찰계수를 계산한다.

③ 그래프에서 세로축을 , 가로축을 로 하여 그 래프에 그리고 으로부터 기울기를 구하면 정지마 찰계수를 구할 수 있다.

① 경사면에 물체 A를 올려놓고, 수평면상에서의 운동마찰계수 측정 방법 으로 실험한다.

② 식 (6)에 의해 운동마찰계수를 계산한다.

③ 세로축을 , 가로축을 로 하여 그래프에 그리 고 으로부터 기울기를 구하면 운동마찰계수를 구 할 수 있다.

3) 마찰각 측정