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♠가속도와 뉴턴의 운동법칙♠
■ 실험 목적: 에어 트랙을 이용하여 뉴턴의 운동법칙을 검증한다.
■ 원리
뉴턴의 운동 법칙
1. 운동 제 1법칙(관성의 법칙)
: 외부에서 물체에 힘이 가해지지 않는 한 또는 외력의 합이 0 이면, 정지해 있는 물체는 계속 정지해있고 운동하는 물체는 계속 등속도 운동을 한다.
▶관성이란 관성은 물체가 속도의 변화에 저항하는 성질로 질량이 큰 물체일수록 관성은 커진다.
2. 운동 제 2법칙(힘과 가속도의 법칙)
: 물체에 힘이 작용하면 물체의 속도가 변하게 되는데 이 힘과 가속도의 관계를 나타낸다.
질량이 일정할 경우 물체에 가한 힘과 가속도의 크기는 비례한다.
일정한 세기로 힘을 가할 경우 물체의 질량이 클수록 가속도가 작아진다.
두 물체의 가속도가 일정할 경우 두 물체에 가해진 힘은 물체의 질량에 비례한다.
F=ma
▶힘의 단위: 질량 1kg인 물체에 작용하여 힘의 방향으로 의 가속도가 생기게 하는 힘. 주로 N(뉴턴)을 사용
이외에도 지구의 중력을 기준으로 한 단위인 1kgf(kg중)을 사용. 1kgf는 지구가 질량 1kg 인 물체를 잡아당기는 힘으로, 약 9.8N에 해당한다.
▶질량과 무게
①질량: 위치에 따라 변하지 않는 물질(물체) 고유의 양으로 단위는 kg이다.
②무게: 물체에 작용하는 중력으로, 지구상의 위치나 높이등에 따라 달라진다. 질량 m인 물체에 작용하는 중력을 W, 그 위치에서의 중력 가속도를 g라 하면 무게 W=mg이다.
3. 운동 제 3법칙(작용과 반작용의 법칙)
: ① 모든 힘(작용)은 반드시 상호 작용하며, 항상 크기가 같고 방향이 반대인 반작용이 작용한다.
② 힘은 반드시 쌍으로 작용하며, 작용과 반작용의 크기는 항상 같고 방향은 반대이며 일직선상에 일어난다.
(…(생략)
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