힘과 가속도

뉴턴의 제 2 법칙은 힘과 가속도 사이의 관계를 설명하며이 관계는 물리학 및 공학의 많은 분야에 적용되는 가장 기본적인 개념 중 하나입니다.

에프 같음 마 뉴턴의 제 2 법칙의 수학적 표현이다. 이것은 더 큰 질량의 물체를 움직이기 위해 더 큰 힘이 필요하다는 것을 보여줍니다. 또한 주어진 힘에 대한 가속도는 질량에 반비례하는 것으로 나타났다. 1992>

여기서 우리는 뉴턴의 제 2 법칙을 검증하는 실험을 보여 드리며,거의 마찰이 없는 에어 트랙의 글라이더에 서로 다른 크기의 힘을 적용합니다.

실험을 실행하는 방법에 대한 세부 사항에 들어가기 전에 데이터 분석 및 해석에 기여하는 개념과 법칙을 연구 할 것입니다.

이 설치는 에어 트랙,글라이더,출발점에서 알려진 거리에있는 포토 도어 타이머,풀리 및 돛 작동 체인으로 구성됩니다.

한 사람이 밧줄의 다른 쪽 끝에 무게를 붙여서 던지면,그 무게는 돛에 힘을 가하여 가속하게 된다. 이 힘은 뉴턴의 두 번째 법칙에 의해 주어집니다. 동시에,중력의 가속도 마이너스 연결 사슬에 있는 긴장 힘 때문에 무게의 힘 일 것입니다 무게는 돛에 내린다. 이 긴장력은 무게의 질량 곱하기 돛의 가속도입니다.

돛의 힘을 무게의 힘과 동일시함으로써 이론적으로 돛의 가속도를 계산하는 공식을 도출 할 수 있습니다.

촛불의 가속도를 계산하는 실험 방법은 포토 포르테 타이머의 도움입니다. 이것은 우리에게 글라이더가 출발점에서 거리를 이동하는 데 필요한 시간을 제공합니다. 이 정보를 사용하여 항해 속도를 계산 한 다음이 운동 학적 공식을 사용하여 실험 가속도의 크기를 계산할 수 있습니다.

이제 우리는 원리를 이해,의 물리 실험실에서 실제로이 실험을 수행하는 방법을 살펴 보자

앞서 언급 한 바와 같이,이 실험은 무게로 도르래를 통과하는 선으로 연결된 글라이더를 사용합니다. 공기를 따라 항해 슬라이더를 추적하여 마찰을 무시할 수있는 수준으로 줄이기 위해 에어 쿠션을 만듭니다.

중량이 떨어지면 도르래가 선상의 장력을 전환시켜 돛을 당긴다. 시작 지점에서 알려진 거리에있는 사진 문은 깃발이 통과하는 데 걸리는 시간을 기록합니다.

최종 항해 속도는 깃발의 길이를 사진 문을 통과하는 시간으로 나눈 값입니다. 항해의 최종 속도와 이동 거리,그것은 가속도를 계산하는 것이 가능하다.

포토포테 타이머를 에어트랙의 100 센티미터 마크에,글라이더를 190 센티미터 마크에 배치하여 실험을 설정합니다. 슬라이더의 질량은 200 그램입니다. 1992>

일단 무게가 제자리에 있으면,글라이더를 풀어 5 회 주행 속도를 기록하고 평균을 계산하십시오. 촛불 질량과 교수형 무게를 사용하여 실험적 및 이론적 가속도를 계산하고 결과를 기록하십시오.

이제 양초에 4 개의 무게를 더 추가하여 질량을 400 그램으로 두 배로 늘립니다. 글라이더를 190 센티미터 마크에 올려 놓고 실험을 반복합니다. 글라이더를 해제하고 다섯 실행에 대한 속도를 기록합니다. 다시 말하지만,평균 속도와 실험적 및 이론적 가속도를 계산하고 기록하십시오.

마지막 테스트 세트의 경우 촛불에서 무게를 제거하여 원래 질량이 200 그램이되도록하십시오. 그런 다음 20 그램의 새 반죽이 될 때까지 매달린 반죽에 무게를 추가하십시오. 또 다른 다섯 실행에 대한 실험을 반복합니다.

마지막으로 매달린 질량에 최대 50 그램의 무게를 더하고 그 실험을 5 회 더 반복합니다.

항해의 이론적 가속도는 중력에 의한 가속도와 같다는 것을 상기하십시오 지 하강 중량의 질량 지수와 무게와 글라이더의 질량을 곱한 것입니다. 이 표의 이론적 값에서 볼 수 있듯이 글라이더의 질량이 증가함에 따라 가속도가 감소합니다.

반대로,불가항력으로 인해 낙하의 질량이 증가함에 따라 가속도가 증가합니다. 이 방정식에 의해 예측 된 가속도는 최대 값을 가질 수 있습니다 지,이는 초당 9.8 미터의 제곱입니다.

다음으로 실험 가속도를 계산하는 방법을 살펴 보겠습니다. 예를 들어,첫 번째 테스트는 200 그램의 글라이더와 10 그램의 무게를 사용합니다. 100 센티미터 주행 후 평균 속도는 초당 0.93 미터였습니다. 위에서 설명한 운동학 방정식을 사용하여 실험 가속도는 초당 0.43 미터의 제곱에 이릅니다. 다른 테스트에 적용된 동일한 계산이 이 표에 표시된 결과를 생성합니다.

실험적 가속도와 이론적 가속도의 차이는 측정 정확도에 대한 제한,에어 트랙의 매우 작지만 전혀 중요하지 않은 마찰 및 돛 아래의 에어 포켓을 포함하여 여러 가지 원인을 가질 수 있습니다.이 에어 포켓은 체인을 따라 장력 힘을 더하거나 뺄 수 있습니다.

힘은 우주의 거의 모든 현상에 존재한다. 지구에 가져온 힘은 일상 생활의 모든 측면에 영향을 미칩니다.

머리는 외상을 유발하고인지 기능을 손상시킬 수 있습니다. 스포츠 관련 뇌진탕 연구는 충격시 가속도를 측정하기 위해 3 축 가속도계가 장착 된 특수 하키 헬멧을 사용합니다.

이 데이터는 원격 측정을 통해 랩톱으로 전송되었으며 추가 분석을 위해 측정 값을 기록했습니다. 머리의 가속도와 질량을 알면 뉴턴의 두 번째 법칙 인 에프=마를 사용하여 뇌에 대한 힘의 영향을 계산할 수있었습니다.

토목 기사,산책로 건설은 이러한 구조에 대한 발 하중 유도 힘의 영향을 연구하는 데 관심이 있습니다. 이 연구에서 연구자들은 보행자에 의한 진동을 측정하는 보도에 센서를 배치했습니다. 구조적 응답은 수직 가속도의 관점에서 측정되며,이는 이러한 구조의 안정성 연구에서 중요한 매개 변수입니다

가속도와 제우스의 힘 소개 만 보았습니다. 이제 뉴턴의 두 번째 운동 법칙을 검증하는 실험실 실험의 원리와 프로토콜을 이해해야합니다. 언제나처럼,보고 주셔서 감사합니다!

답글 남기기

이메일 주소는 공개되지 않습니다.