[일반물리] 에어 트랙
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실험과제/물리
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에어 트랙
1. 목적
마찰이 없는 수평 미끄럼판에서 운동하는 물체의 여러 가지 역학적 현상을 觀察(관찰) 한다. 각각에 대한 Newton의 운동 방정식
(2)
로부터 실의 장력 를 소거하면 다음의 가속도를 얻는다.
2. theory
에어 트랙(air track)은 압축 공기를 수많은 작은 구멍을 통하여 분출시켜 활차(glider)를 뜨게 함으로써 활차가 마찰이 없이 움직이게 만들어 주는 장치이다. 그러나 이 두 물체의 질량이 다를 경우 작용하는 힘은 다르다. 이 활차와 질량이 인 추가 팽팽히 붙어서 움직이므로 같은 크기의 가속을 받는다.
(1)
질량의 활차에 작용하는 일정한 힘는 실의 장력에 의하여 주어진다.
이제 순전히 가속도의 정의(定義)에 입각하여 이 가속도의 값을 (實驗을 통하여) 구해보자. 일정한 힘이 작용할 때, 질량의 활차가 정지 상태로부터 출발하여 시간 동안에 움직인 거리가 라고 하면, 등가속도 운동이…(省略)
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다. 따라서 마찰이 없는 이상적인 조건 하에서 물체의 병진운동, 진동, 충돌 등을 觀察(관찰) 할 수 있으며, 이와 관련된 여러가지 역학 법칙 및 보존 법칙 등을 확인할 수 있따
[ Newton의 운동 제2법칙]
본 實驗에서는 일정한 힘에 의하여 일직선상에서 미끄러지는 에어 트랙 위의 활차의 운동을 觀察(관찰) 함으로써, 아래 식으로 주어지는 Newton의 운동 제2법칙을 實驗적으로 확인하기로 한다.
(3)
즉, 뉴턴의 제2법칙이 성립하면 가속도의 값은 식 (3)의 우변에서 계산되는 값이어야 한다.