[일반물리] 운동마찰

목차

1.실험목적

2.기본배경

3.실험방법

4.실험결과

5.실험결과분석

6.고찰및토의

7.문제풀이

1. 실험목적 :
운동 마찰 계수는 불록의 질량, 블록과 수평의 표면 사이에서 접촉하는 면적, 블록과 수평의 표면 사이에서 물질의 타입, 매달린 질량의 차이로 인한 속력의 변화, 등을 다르게 했을 때 어떠한 변화를 나타내는지 알아보고, 어떠한 관계를 나타내는지 알아본다.

2. 기본배경
운동마찰력 - 운동하고 있는 물체에 작용하는 마찰력으로 물체가 표면 위를 미끄러질 때 작용하는 마찰의 종류를 말하므로 미끄럼 마찰력(sliding friction force)이라고도 한다.
운동마찰력은 속력과는 거의 무관하고, 바닥면이 물체를 떠받치는 힘인 수직항력 N에 비례한다. 이때의 비례상수 k를 운동마찰계수(coefficient of kinetic friction)라고 한다. 운동마찰계수는 차원이 없는 물리량이며, 정지마찰계수보다 항상 그 값이 작다. 따라서 최대정지마찰력과 같은 크기의 외력을 계속 가해 주면 합력(외력－운동마찰력)이 0보다 커져서 물체는 속도가 점점 증가하는 등가속도 운동을 하게 된다. 수직항력 N은 수평면에서는 mg이고, 빗면에서는 mgcos이므로 운동마찰력은 수평면에서는 kmg이고, 빗면에서는 kmgcos이다.
물체가 굴러갈 때 생기는 굴림 마찰력(rolling friction force)은 물체가 미끄러질 때 생기는 미끄럼 마찰력(sliding friction force)보다 훨씬 작다. 이것이 교통수단으로 썰매보다 바퀴 쪽이 더 많이 쓰이는 이유이다.
∑F = mg - Fk = (M +m)a
Fk는 운동마찰 힘이며 다음과 같이 주어진다.
Fk = kN
k는 운동마찰 계수이고 N은 블록에 작용하는 수직 힘이다.
N = Mg
운동마찰 계수를 구하면 다음과 같다.
k= {mg-(M+m)a}/Mg
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