자연과학 올립니다 물리학 및 실험 - 쿨롱의 법칙 Report
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자연과학 올립니다 물리학 및 실험 - 쿨롱의 법칙
[자연과학] 물리학 및 실험 - 쿨롱의 법칙
1. 실험목적
일정한 전하로 대전되어 있는 두 도체판 사이에 작용하는 힘을 측정하여 쿨롱의 법칙을 간접적으로 확인한다.
2. 실험이론
전기현상의 요인을 전하라고 부르며 전하는 질량과 같이 입자가 가지는 하나의 속성이다. 또한, 전기현상이란 전하와 전하 사이에 영향(힘)을 미치는 것을 가리킨다. 전기 힘과 전하 q1 , q2 사이의 정량적인 관계 F ∝ q1q2/r2를 쿨롱의 법칙 이라고 하며, 전기 힘도 중력과 마찬가지로 전하 사이의 거리 r의 역 제곱에 비례하는 것을 나타낸다. 두 전하 q1 , q2 의 부호가 같을 때 이 전기 힘은 서로 미는 힘이고, 다를 때는 당기는 힘이다.
1785년 쿨롱(C. A. Coulomb)은 실험을 통하여 대전된 물체끼리 작용하는 힘의 법칙을 밝힐 수 있었다. 이 법칙은 앞에서 알아본 대로 전기력은 두 입자의 전하량의 곱에 비례하고 그들 사이의 거리의 제곱에 반비례하여 다음과 같이 간단한 식으로 나타낼 수 있다.
여기서 힘의 방향은 F 가 + 일 때는 서로 밀어내는 방향이고, - 일 때에는 서로 당겨주는 방향이다. 이 표현식은 쿨롱의 이름을 따서 쿨롱의 법칙이라 하고, 여기서 k 는 비례상수로서 실험을 통하여 결정되며 쿨롱 상수라 부른다.
쿨롱의 법칙은 만유인력과 같이 거리제곱에 반비례하는 힘이지만, 전하의 극성에 따라 인력 혹은 척력이 작용된다. 쿨롱의 법칙에 의한 두 전하 q1, q2 사이에 작용하는 전기력(F)은 다음과 같이 표시된다.
여기서 힘 F의 단위는 뉴튼(N), 거리 r은 미터(m), 전하 q1, q2는 쿨롱(C)이다. 는 진공에서 유전율을 의미하며, 는 원주율을 의미한다. 비례상수값은 다음과 같다.
원자에서 핵과 전자사이에서 힘은 만유인력보다 전기력이 훨씬 크므로 만유인력은 무시하고 쿨롱의 법칙을 사용하여 계산한다.
전하 q가 있을 때 거리 r에서 전기장(E)은 단위전하 즉 1C의 전하가 놓였을 때 힘으로 다음과 같이 정의 된다. 이때 전기장의 방향은 전하 q가 (+)일 경우 전하 q에서 거리 r로 화살표를 그렸을 때 방향이고, (-)일 경우는 반대로 향하는 방향이다.
전기장의 단위는 N/C이다.
쿨롱의 법칙
1785년 프랑스의 물리 학자인 쿨롱이 비틀림 저울을 사용해서 실험에 의해 발견한 기본 법칙. 균일한 매질 속에 떨어져 정지하고 있는 2개의 점전하 사이에 작용하는 힘은 그것들을 잇는 직선에 따라 작용하고 그 힘의 크기는 전하의 곱에 비례하며 전하 사이의 거리의 제곱에 반비례한다는 것. 이 법칙속의 힘은 전하만에 의거한 것으로 쿨롱힘이라고 한다. 2개의 점전하를 q, q` 점전하 사이의 거리를 r라고 할때 힘의 크기는 다음과 같다.
f〓 k q q`/ k는 비례 상수이고 CGS정전기 단위를 사용하면 1이 된다.
유전률
유전 상수라고도 한다. 즉 c/의 비이다. 유전체의 성질을 나타내는 기본 상수이다. 유전율 , 전기 편극 P, 전기 변위 D, 전기장의 세기 E와 사이에는 D 〓 E + P 〓E 의 관계가있다. MKSA단위계에서는 특정한 하원과 수치가 정해지므로 절대 유전율이라 하고 진공에서의 유전율과의 비를 비유전율이라 한다. 유전율은 전기장에서의 주파수에 의해 변화학다. 이것을 분산이라 한다. 빛의 주파수에 대한 유전율은 굴절률의 제곱과 같다. 유전율은 온도 압력에 의해서도 변화한다.
대전체
물체가 전하를 가진 상태가 되는 것을 대전한다 하고 대전하고 있는 상태에 있는 물체를 대전체라 한다. 물체가 전하를 가진 상태가 되는 것은 전자가 드나들어 물체가 가진 전자가 너무 많거나 또는 부족하거나 하기 때문이다. 대전체가 계속 전하를 가지고 있을때에는 전하가 흐르지 않도록 주위와 절연되어 있어야한다.
전하
대전되어 있는 물체는 전하를 가진다고 하고 하전상테에 있다고도 한다. 전하의 크기를 전기량이라고 하는데 항상 기본전하량의 정수배가 된다. 전하는 음양의 구별이 있으며 그 분포에 따라 여러 가지 전기 현상이 일어난다. 분포상태가 변하지 않을때가 정전하이며 전하가 이동하는 현상이 전류이다
자료출처 : http://www.ALLReport.co.kr/search/Detail.asp?pk=15031811&sid=sanghyun7776&key=
[문서정보]
문서분량 : 5 Page
파일종류 : HWP 파일
자료제목 : 자연과학 올립니다 물리학 및 실험 - 쿨롱의 법칙
파일이름 : [자연과학] 물리학 및 실험 - 쿨롱의 법칙.hwp
키워드 : 자연과학,물리학,실험,쿨롱,법칙,올립니다,및,쿨롱의
자료No(pk) : 15031811
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1. 실험목적
일정한 전하로 대전되어 있는 두 도체판 사이에 작용하는 힘을 측정하여 쿨롱의 법칙을 간접적으로 확인한다.
2. 실험이론
전기현상의 요인을 전하라고 부르며 전하는 질량과 같이 입자가 가지는 하나의 속성이다. 또한, 전기현상이란 전하와 전하 사이에 영향(힘)을 미치는 것을 가리킨다. 전기 힘과 전하 q1 , q2 사이의 정량적인 관계 F ∝ q1q2/r2를 쿨롱의 법칙 이라고 하며, 전기 힘도 중력과 마찬가지로 전하 사이의 거리 r의 역 제곱에 비례하는 것을 나타낸다. 두 전하 q1 , q2 의 부호가 같을 때 이 전기 힘은 서로 미는 힘이고, 다를 때는 당기는 힘이다.
1785년 쿨롱(C. A. Coulomb)은 실험을 통하여 대전된 물체끼리 작용하는 힘의 법칙을 밝힐 수 있었다. 이 법칙은 앞에서 알아본 대로 전기력은 두 입자의 전하량의 곱에 비례하고 그들 사이의 거리의 제곱에 반비례하여 다음과 같이 간단한 식으로 나타낼 수 있다.
여기서 힘의 방향은 F 가 + 일 때는 서로 밀어내는 방향이고, - 일 때에는 서로 당겨주는 방향이다. 이 표현식은 쿨롱의 이름을 따서 쿨롱의 법칙이라 하고, 여기서 k 는 비례상수로서 실험을 통하여 결정되며 쿨롱 상수라 부른다.
쿨롱의 법칙은 만유인력과 같이 거리제곱에 반비례하는 힘이지만, 전하의 극성에 따라 인력 혹은 척력이 작용된다. 쿨롱의 법칙에 의한 두 전하 q1, q2 사이에 작용하는 전기력(F)은 다음과 같이 표시된다.
여기서 힘 F의 단위는 뉴튼(N), 거리 r은 미터(m), 전하 q1, q2는 쿨롱(C)이다. 는 진공에서 유전율을 의미하며, 는 원주율을 의미한다. 비례상수값은 다음과 같다.
원자에서 핵과 전자사이에서 힘은 만유인력보다 전기력이 훨씬 크므로 만유인력은 무시하고 쿨롱의 법칙을 사용하여 계산한다.
전하 q가 있을 때 거리 r에서 전기장(E)은 단위전하 즉 1C의 전하가 놓였을 때 힘으로 다음과 같이 정의 된다. 이때 전기장의 방향은 전하 q가 (+)일 경우 전하 q에서 거리 r로 화살표를 그렸을 때 방향이고, (-)일 경우는 반대로 향하는 방향이다.
전기장의 단위는 N/C이다.
쿨롱의 법칙
1785년 프랑스의 물리 학자인 쿨롱이 비틀림 저울을 사용해서 실험에 의해 발견한 기본 법칙. 균일한 매질 속에 떨어져 정지하고 있는 2개의 점전하 사이에 작용하는 힘은 그것들을 잇는 직선에 따라 작용하고 그 힘의 크기는 전하의 곱에 비례하며 전하 사이의 거리의 제곱에 반비례한다는 것. 이 법칙속의 힘은 전하만에 의거한 것으로 쿨롱힘이라고 한다. 2개의 점전하를 q, q` 점전하 사이의 거리를 r라고 할때 힘의 크기는 다음과 같다.
f〓 k q q`/ k는 비례 상수이고 CGS정전기 단위를 사용하면 1이 된다.
유전률
유전 상수라고도 한다. 즉 c/의 비이다. 유전체의 성질을 나타내는 기본 상수이다. 유전율 , 전기 편극 P, 전기 변위 D, 전기장의 세기 E와 사이에는 D 〓 E + P 〓E 의 관계가있다. MKSA단위계에서는 특정한 하원과 수치가 정해지므로 절대 유전율이라 하고 진공에서의 유전율과의 비를 비유전율이라 한다. 유전율은 전기장에서의 주파수에 의해 변화학다. 이것을 분산이라 한다. 빛의 주파수에 대한 유전율은 굴절률의 제곱과 같다. 유전율은 온도 압력에 의해서도 변화한다.
대전체
물체가 전하를 가진 상태가 되는 것을 대전한다 하고 대전하고 있는 상태에 있는 물체를 대전체라 한다. 물체가 전하를 가진 상태가 되는 것은 전자가 드나들어 물체가 가진 전자가 너무 많거나 또는 부족하거나 하기 때문이다. 대전체가 계속 전하를 가지고 있을때에는 전하가 흐르지 않도록 주위와 절연되어 있어야한다.
전하
대전되어 있는 물체는 전하를 가진다고 하고 하전상테에 있다고도 한다. 전하의 크기를 전기량이라고 하는데 항상 기본전하량의 정수배가 된다. 전하는 음양의 구별이 있으며 그 분포에 따라 여러 가지 전기 현상이 일어난다. 분포상태가 변하지 않을때가 정전하이며 전하가 이동하는 현상이 전류이다
자료출처 : http://www.ALLReport.co.kr/search/Detail.asp?pk=15031811&sid=sanghyun7776&key=
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자료제목 : 자연과학 올립니다 물리학 및 실험 - 쿨롱의 법칙
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