자연과학 자료 실험보고서 - MBL을 이용한 마찰력 측정 레폿
자연과학 자료 실험보고서 - MBL을 이용한 마찰력 측정
[자연과학] 실험보고서 - MBL을 이용한 마찰력 측정
MBL을 이용한 마찰력 측정
1.목적
마찰력의 의미를 파악하고 마찰력을 측정해 볼 수 있다.
그래프를 보고 마찰력에 대하여 말할 수 있다.
2.준비물
MAX5A(MBL 인터페이스)1개, 센서케이블, 힘센서, 20cm 실 or 끈, 마찰력 측정 수레, 재질이 다른 마찰면, 무게 증가를 위한 질량 추
3. 가설
실험 소재
무게에 따른
무게가 무거울수록 마찰력 증가
마찰면의 재질에 따른
마찰계수가 클수록 마찰력 증가
접촉 면적에 따른
상관 없음
종합
마찰력은 무게와 마찰면의 재질에 관계있다
정지한 물체에 가해지는 힘에 따른 마찰력은 무게와 마찰계수에 비례한다
4.변인
무게에 따른
마찰면의 재질에 따른
접촉면적에 따른
조작변인
추의 개수
마찰면의 종류
접촉면적
통제변인
마찰면, 접촉면적
추의개수 접촉면적
마찰면, 추의개수
종속변인
마찰력
마찰력
마찰력
5. 실험하기
1)힘센서를 인터페이스의 CH[A]에 연결한다... MBL을 이용한 마찰력 측정
1.목적
마찰력의 의미를 파악하고 마찰력을 측정해 볼 수 있다.
그래프를 보고 마찰력에 대하여 말할 수 있다.
2.준비물
MAX5A(MBL 인터페이스)1개, 센서케이블, 힘센서, 20cm 실 or 끈, 마찰력 측정 수레, 재질이 다른 마찰면, 무게 증가를 위한 질량 추
3. 가설
실험 소재
무게에 따른
무게가 무거울수록 마찰력 증가
마찰면의 재질에 따른
마찰계수가 클수록 마찰력 증가
접촉 면적에 따른
상관 없음
종합
마찰력은 무게와 마찰면의 재질에 관계있다
정지한 물체에 가해지는 힘에 따른 마찰력은 무게와 마찰계수에 비례한다
4.변인
무게에 따른
마찰면의 재질에 따른
접촉면적에 따른
조작변인
추의 개수
마찰면의 종류
접촉면적
통제변인
마찰면, 접촉면적
추의개수 접촉면적
마찰면, 추의개수
종속변인
마찰력
마찰력
마찰력
5. 실험하기
1)힘센서를 인터페이스의 CH[A]에 연결한다. 힘센서의 범위를 80N으로 변경한다.(힘센서 겉면의 센서 케이블 잭 위에 있는 게이지를 이용한다.)
2) 힘센서와 마찰력 측정 수레의 연결 부위를 끈으로 연결하여 묶는다.
3)엑셀의 [과학실험]-[실험설정]-[영점설정]을 눌러 영점을 설정한다.
4)[과학실험]-[차트만들기]를 선택하여 시간에 따른 힘차트를 만들어 실험을 준비한다.
5) 나무토막에 추를 올려놓고 힘센서의 연결 고리에 손가락을 끼고 서서히 힘을 주어 나무토막이 일정한 빠르기로 움직이게 한다.
6)무게를 달리하여 위의 실험을 반복한다.
7)마찰면의 재질을 바꾸어 실험을 반복한다.
8)마찰면의 면적을 달리하여 실험을 반복한다.
6.유의점
1)힘센서의 힘을 받는 부분에 수직으로 힘을 주어야 하므로, 힘센서의 높이를 조정하여 추의 연결부위와 힘센서의 갈고리가 가능하면 같은 높이에 위치하게 하는 것이 좋다. 아닐 경우, 실험 힘센서가 위아래로 움직이지 않도록 주의한다.
2)반드시 힘센서의 고리에 손가락을 끼워서 힘을준다.
3)힘을 줄 때 갑자기 힘을 주지 않고 서서히 힘을 주어 움직이도록 한다.
4)나무토막이 움직이기 시작한 후에는 나무토막이 일정한 빠르기로 움직이도록 당기는 힘을 잘 조절한다.
7.결과정리
추의개수
전체무게
피크값
움직인 후 마찰력
1
990g
5.89N
4.34N
2
1630g
7.91N
6.03N
3
2620g
11.30N
7.94N
4
3260g
18.27N
9.31N
1)추의 질량에 따른 그래프의 모양은 어떻게 변하는가
그래프 통합
그래프를 보면 추의 개수가 증가함에 따라 힘의 크기가 증가한다는 것을 알 수 있다.
마찰 재질
전체무게
피크값
움직인 후 마찰력
밑바닥
990g
2.987N
1.876N
사포
990g
2.341N
2.007N
책상
990g
3.570N
2.341N
플라스틱
990g
3.104N
2.783N
2)마찰면의 재질에 따른 피크값은 어떻게 되는가
면적m^
전체무게
피크값
움직인 후 마찰력
20
990g
1.865N
1.28N
40
990g
2.29N
1.5N
60
990g
2.03N
1.39N
3)마찰면적에 따른 피크값은 어떻게 되는가
4)종합. 정지해 있는 물체에 힘을 주었을 때, 마찰력을 의미하는 시간에 따른 그래프의 모양은 어떻게 변하는가
이상적인 그래프는 직선 그래프이다
8.생각해보기
종합
1)서서히 증가하다가 갑자기 내려오는 부분이 생긴다. 피크점이 나타나는 부분은 어떤 순간인가
물체가 정지해있다가 움직이기 시작하는 부분이다.
2)움직이기 시작한 후, 어느 정도 일정한 구간이 나타나는 것은 무엇인가
운동마찰력을 의미한다.
3)정지해있거나, 등속운동 하는 물체에 작용하는 힘의 합력은 -이다. 정지상태인 피크 전과 등속운동하는 피크 후의 그래프가 다른 이유는
힘의 평형논리에 의해 외부힘을 증가시켜도 움직이지 않는 경우에는 그 힘과 동일한 크기의 마찰력이 반대방향으로 작용하지만, 외부의 힘에 의해 움직인 후에는 훨씬 적은 힘으로도 움직일 수 있게 된다.
4)마찰력을 비교하기 위해서는 어느 지점의 데어터를 비교하면 될까
최대정지마찰력(피크값)을 비교하면 된다.
변인별
1)무게가 증가함에 따라 마찰력은 어떻게 달라지는가 관계식을 도출해 낼 수 있는 경우, 함수를 써서 표현하여라
물체가 움직이지 않고 정지해있을 경우
f=N으로 마찰력을 받는다. 수직항력N과 물체의 무게mg가 평형상태에 있다고 하면 마찰력은 f=mg, 따라서 m이 증가함에 따라 마찰력 f의 크기도 커진다.
2)마찰면의 재질이 달라지는 경우 마찰력은 어떻게 달라지는가 마찰면의 성질은 마찰력에 영향을 주는가
마찰면의 재질이 거칠수록 마찰력은 커진다. 마찰면의 성질은 마찰력에 영향을 준다.
3)마찰면적이 달라지는 경우 마찰력은 어떻게 달라지는가 마찰면적의 크기는 마찰력에 영향을 주는가
실제 이론상으로는 마찰면적은 마찰력에 영향을 주지 않는다. 따라서 마찰면적의 크기는 마찰력과 아무런 상관이 없다.
[문서정보]
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자료제목 : 자연과학 자료 실험보고서 - MBL을 이용한 마찰력 측정
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