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일반물리학 - 마찰계수 측정
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1. 제목 : 마찰계수 측정
3. 실험 목표 :
마찰력의 종류를 알고 마찰력의 크기를 다르게 하는 원인을 분석하고 마찰계수를 구할 수 있다.
4. 실험 원리
* 들어가며
- 마루위에 있는 책상을 수평으로 움직여 본다. 밀건 끌건 힘이 작으면 움직이지 않는다. 아무리 힘이 작아도 힘은 분명히 작용하고 있는데 움직이지 않는 것은 가한 힘에 평형을 유지하는 어떤 힘이 마루와 책상사이에서 작용하기 때문이다. 이러한 힘이 마찰력이다. 이것은 외부로부터의 힘에 따라서 나타나는 것을 받아들이는 힘이다. 이 마찰력을 이용할 수 없을 것이다, 또 이 힘은 어떤 손실을 가져다 줄 것이다, 마찰의 계산은 어떻게 하면 될 것인가 등에 관하여 살펴보도록 한다. 이 실험은 운동마찰과 정지마찰의 개념을 알고 실험을 통해 마찰면의 재질에 따른 운동마찰계수와 정지마찰계수를 알아보는데 그 목적이 있다.
* 마찰력
마찰력이란 한 물체가 다른 물체와 접촉하여 상대적인 운동을 하려고 할 때, 또는 상대적인 운동을 할 때, 그 접촉면의 접선방향으로 운동을 방해하는 힘을 마찰력이라 한다. 이 힘은 물체의 수직항력과 마찰계수의 곱으로 계산된다.
간단한 실생활의 예로는 신을 신고 길을 걸어갈 때에는 불편함을 느끼지 못하지만, 롤러스케이트를 싣고는 걷기가 어렵다. 또, 겨울철에 얼음판 위에서 스케이트를 신고 걸어도 마찬가지로 걷기가 힘들다. 얼음판 위를 걷는 것은 매우 힘들지만, 얼음판 위에서 미끄러지는 물체는 멀리까지 미끄러져 나간다. 그러나 콘크리트로 되어 있는 도로에서는 잘 미끄러지지 않는다. 이와 같이 면에 따라 잘 미끄러지기도 하고 잘 미끄러지지 않기도 한다. 잘 미끄러지지 않는 것은 물체와 표면 사이에 물체의 운동을 방해하는 마찰력이 작용하기 때문이다. 우리 생활에 마찰력이 존재하지 않는다면 우리는 걸을 수 없게 될지도 모른다.
※평면에서 운동 시 물체에 작용하는 힘
마찰력은 물체가 정지해 있거나 움직이고 있는 경우에 따라서 정지마찰력과 운동 마찰력으로 구분한다.
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2015.01.27
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