아두이노를 활용한 접촉면적과 마찰력 관계 확인 실험

1. 주제선정동기

2. 실험이론

1) 마찰력

3. 실험과정안내

4. 실험방법

1) 준비물

2) 아두이노 회로 구성

(1) 우선 브레드보드에 아두이노로부터 5V와 GND를 연결해준다.

(2) 서보모터를 연결한다. 서보모터의 연결선은 빨강, 노랑, 검정의 3가지 색으로 구성되어 있다. 빨간색 선은 5V에 연결하고, 검정색선은 GND에, 노란색 선은 아두이노 출력 포트에 연결한다.

(3) 다음으로 압력 센서를 3k옴의 저항과 함께 연결한다.

5. 실험결과

6. 추가탐구

주제선정동기

물리 문제를 접하다 보면 종종 여러 조건을 무시한다.
대표적으로 무시되는 것이 발 ㅗ마찰력이다.
그래서 마찰력에 대해서 스스로 공부를 해보던 중 때마침 물리학 실험에서 빗면에서의 물체의 가속도를 구하는 실험을 진행해, 실험을 마친 뒤 빗면에서의 마찰력을 구하는 실험을 구상해 보았다.

마찰력

과학자들이 마찰력에 관해 내린 결론은 이러하다.
1. 수직항력에 비례한다.
2. 마찰력은 접촉면의 면적과 무관하다. 접촉면의 면적이 늘어나도 수직항력이 변하지 않으면 마찰력이 변하지 않는다는 것이다.
마찰계수는 표면의 거친 정도를 나타내는데, 면이나 물체에 따라 값이 다랄진다.

실험과정안내

서브모터 회전운동
--> 나무토막 미끄러짐
--> 압력센서가 감지
--> 정지마찰계수 계산