일반물리학실험 | 뉴턴의 제1법칙

 

 

 

TIP

 

 

외부에서 힘이 가해지지 않으면 물체의 운동 상태는 변함이 없다.

 

 

 

관성의 법칙

마찰이 없는 경사면 A에 물체를 놓으면 같은 높이의 B까지 올라갈 것이다. 경사를 달리해서 실험을 해도 같은 높이인 C, D까지 올라갈 것이다. 따라서 곡면을 점점 내려서 한쪽면이 수평이 되게 하면 물체는 원래의 높이까지 올라가기 위해 등속 운동을 할 것이다. 이러한 사고 실험을 통해 마찰이 없으면 수평면에서 물체는 계속 초속도로 운동을 한다는 결론에 이르렀다. 뉴턴은 이러한 갈릴레이의 사고 실험을 정리해서 다음과 같은 결론을 내렸다.

 

"물체에 외부에서 힘이 작용하지 않거나 , 작용하는 힘의 합력이 0일 때 정지하고 있는 물체는 계속 정지해 있고 운동하고 있는 물체는 계속 등속 직선 운동을 한다." 이를 관성의 법칙이라고 한다. 물체가 현재의 상태를 유지하려는 성질을 관성이라고 한다.

 

 

달리던 자동차가 갑자기 정지하면, 차안에 있는 사람은 앞으로 쏠리게 되고, 정지하고 있던 자동차가 갑자기 출발하면 사람은 뒤로 넘어지게 되는데, 이것이 관성에 의한 것이다.

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실험 방법

1. 실험 과정

1) 실험 기기를 설치한다.

 

2) 두 개의 포토 게이트를 일정한 간격(50㎝)을 두고 에어트랙 위에 고정시킨다.

 

3) 발사 장치에 슬라이더를 고정시킨다.

 

4) 포토 게이트 타이머의 gate와 memory 버튼을 눌러준다.

 

5) 에어 블로어(송풍기)의 버튼을 High화살표로 돌려 에어 트랙에 공기를 인가한다.

 

6) 발사 장치의 발사 스위치를 눌러 글라이더를 발사시킨다.

 

7) 글라이더가 첫 번째 포토 게이트를 통과하며 포토 게이트 타이머에 측정된 시간을 결과표 T₁(초)에 기록한다.

 

8) 글라이더가 첫 번째 포토 게이트를 통과하며 포토 게이트 타이머에 측정된 시간을 결과표 T₂(초)에 기록한다.

 

9) 실험과정 7)을 통해 얻어진 시간과 글라이더의 길이(10㎝)로 속도 V₁를 구한다.

 

10) 실험과정 8)을 통해 얻어진 시간과 글라이더의 길이(10㎝)로 속도 V₂를 구한다.

 

11) 각 게이트를 통과한 속도가 같은지(등속도 운동)를 확인한다.

 

12) 글라이더를 발사대 위치에 놓고 실험을 3회~4회 반복한다.

 

 

 

[일반물리학실험]뉴턴의 제1법칙 레포트