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[자연과학] 일반물리학 실험 - 뉴턴의 제2법칙

등록일 : 2013-12-31
갱신일 : 2013-12-31


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[자연과학] 일반물리학 실험 - 뉴턴의 제2법칙
일반물리학 실험 - 뉴턴의 제2법칙

1. 실험제목
뉴턴의 제2법칙

2. 실험날짜
2009년 6월 24일

3. 실험목적
뉴턴의 제 2법칙을 이용하여 물체에 힘이 작용하여 생긴 가속도와 그 힘과의 관계와 물체의 질량과 가속도와의 관계를 알아본다.

4. 실험원리
줄의 장력T1과 T2는 줄의 질량이 없다고 가정했을 때 같은 크기를 갖는다. 그리고 도르래에 마찰이 없다고 가정하면 줄에 작용하는 접선 성분의 힘은 없다. 책상 위에 벽돌은 수직한 방향으로는 가속도가 없으므로 수직력 Fn과 m1g는 같아야만 한다. 만약 a1이 m1의 수평 성분이라면 뉴턴의 제 2법칙은 다음과 같게 된다.
T = m1a1 ⑴
여기서 T=T1=T2는 줄에 걸리는 장력이다. 매달려 있는 벽돌의 가속도는 아래쪽으로 수직하다. 벽돌에 작용하는 힘들은 아래쪽으로 향하는 중력 m2g,그리고 위로 향하는 장력 T2이다. 만약 우리가 아래쪽의 방향을 이 벽돌의 가속도 a₂에 대해 양으로 잡으면 뉴턴의 제2 법칙을 다음과 같이 된다.
m2g- T = m2a2 ⑵

만약 연결된 줄이 늘어나거나 줄어들지 않는다면, 각 벽돌은 똑 같은 속력으로 움직일 것 이다.이 구속은 방정식 ⑴과⑵를 간단하게 만들어 준다. 벽돌의 속력은 같기 때문에 가속도 a₁과 a₂는(방향은 같지 않지만) 크기가 같다. 그 크기를 a라 하자 .그러면
T = m1a ⑶
m2g- T = m2a ⑷
식 ⑷에 있는 T를 방정식 ⑶의 m₁a를 대입함으로써 (또는 간단히 두 방정식을 더 함으로써)T를 소거 할 수가 있다. 그렇게 하면 m2g - m1a = m2a

m₂g = (m1+ m2)a ⑸
를 얻을 수 있다.이 실험에서는 계에…(생략)
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