Newton 제 2법칙

각도
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
1
v0(m/s)
0.856
0.803
0.741
0.697
0.665
0.733
0.676
0.649
0.616
0.584
v(m/s)

1.381

1.317
1.221
1.171
1.104
1.171
1.125
1.076
1.014
0.954
ax(m/s2)
0.586
0.545
0.471
0.443
0.388
0.417
0.404
0.368
0.324
0.284
2
v0(m/s)
0.837
0.769
0.727
0.701
0.747
0.663
0.668
0.611
0.581
0.568
v(m/s)
1.370
1.280
1.209
1.178
1.221
1.201
1.101
1.045
0.992
0.949
ax(m/s2)
0.589
0.524
0.467
0.449
0.466
0.502
0.383
0.360
0.323
0.289
3

1) ‘각도 - Fx` 그래프를 보면 각도가 증가함에 따라 운동방향으로의 힘 Fx가 감소하고 있다는 사실을 쉽게 확인 할 수 있다. 각도가 증가하면 cosθ값이 작아지게 되고, 이므로, Fx이 감소한다.

2) ‘cosθ - Fx` 그래프에서 기울기는 F 값을 나타낸다. 그런데 첫 번째 실험과 두 번째 실험 사이에서 건전지를 교체했기 때문에 이 값이 참값인지 첫 번째 실험의 F 값과 비교하는 것은 불가능하다. 다만, 새 건전지로 교체하여 F 값이 첫 번째 실험의 값보다 크다는 것만 확인할 수 있다.

3) ‘cosθ - 가속도’ 그래프는 이 실험에서 차의 질량은 일정하였기 때문에 ‘cosθ - Fx` 그래프와 똑같은 모양을 보이고 있다.

4) 이 실험은 운동방향의 힘 Fx가 cosθ에 비례한다는 것을 증명하는데 있다. 그러나, 실험 결과에서 cosθ와 Fx의 관계는 정확하게 비례하는 모습은 아니다. 그래프에서 나타나지만, cosθ값이 1에 가까워지면 Fx가 갑자기 증가한다. 이러한 원인으로는 차의 바퀴의 마찰력을 생각할 수 있다. 힘 F는 운동방향인 Fx(=│F│cosθ)와 운동방향에 대해 직각 방향인 Fy(=│F│sinθ)로 나누어지는데 각도가 점점 커짐에 따라 Fy가 커져 바퀴와 레일사이에 마찰이 커지게 된다. 따라서 결과적으로 각도가 0에 가까워질수록 Fx가 커지