실험레포트 일반물리학실험 - 쿨롱의법칙 결과보고서

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[실험레포트] 일반물리학실험 - 쿨롱의법칙 결과보고서.hwp

본문 7. 실험 결과 (1) 전압을 고정 ① 큰 콘덴서 판(r=10.0cm) (1kV고정) 거리d(mm) 무게(g) 측정 극판 사이의 힘(N) 정전용량C(F) 2.0 -4.3 3.48×10-8 1.39×10-15 2.5 -3.4 2.23×10-8 1.11×10-15 3.0 -2.8 1.55×10-9 9.27×10-16 3.5 -2.3 1.14×10-9 7.95×10-16 4.0 -1.9 8.69×10-9 6.95×10-16 4.5 -1.6 6.87×10-9 6.18×10-16 5.0 -1.4 5.56×10-9 5.56×10-16 5.5 -1.3 4.60×10-9 5.06×10-16 6.0 -1.1 3.86×10-9 4.64×10-16 6.5 -1.0 3.29×10-9 4.28×10-16 7.0 -0.9 2.84×10-9 3.97×10-16 7.5 -0.8 2.47×10-9 3.71×10-16 8.0 -0.7 2.17×10-9 3.48×10-16 8.5 -0.7 1.92×10-9 3.27×10-16 9.0 -0.6 1.72×10-9 3.09×10-16 9.5 -0.6 1.54×10-9 2.93×10-16 10.0 -0.5 1.39×10-9 2.78×10-16 10.5 -0.5 1.26×10-9 2.65×10-16 11.0 -0.4 1.15×10-9 2.53×10-16 11.5 -0.4 1.05×10-9 2.42×10-16 12.0 -0.4 9.66×10-10 2.32×10-16 ② 작은 콘덴서 판(r=7.5cm) (4kV고정) 거리d(mm) 무게(g) 측정 극판 사이의 힘(N) 정전용량C(F) 2.0 -5.1 3.13×10-3 7.82×10-12 2.5 -4.1 2.00×10-3 6.26×10-12 3.0 -3.8 1.39×10-3 5.22×10-12 3.5 -3.4 1.02×10-3 4.47×10-12 4.0 -3.1 7.82×10-4 3.91×10-12 4.5 -2.8 6.18×10-4 3.48×10-12 5.0 -2.6 5.01×10-4 3.13×10-12 5.5 -2.4 4.14×10-4 2.84×10-12 6.0 -2.2 3.48×10-4 2.61×10-12 6.5 -2.1 2.96×10-4 2.41×10-12 7.0 -1.9 2.55×10-4 2.24×10-12 7.5 -1.8 2.23×10-4 2.09×10-12 8.0 -1.7 1.96×10-4 1.96×10-12 8.5 -1.6 1.73×10-4 1.84×10-12 9.0 -1.5 1.55×10-4 1.74×10-12 9.5 -1.4 1.39×10-4 1.65×10-12 10.0 -1.3 1.25×10-4 1.56×10-12 10.5 -1.2 1.14×10-4 1.49×10-12 11.0 -1.2 1.03×10-4 1.42×10-12 11.5 -1.1 9.46×10-5 1.36×10-12 12.0 -1.0 8.69×10-5 1.30×10-12 (2) 거리를 고정 ① 큰 콘덴서 판(r=10.0cm) (6mm고정) 전압(V) 무게(g) 측정 극판 사이의 힘(N) 정전용량C(F) 500 -0.1 9.66×10-4 4.64×10-11 1000 -0.4 3.86×10-3 4.64×10-11 1500 -0.9 8.69×10-3 4.64×10-11 2000 -1.5 1.55×10-2 4.64×10-11 2500 -2.2 2.41×10-2 4.64×10-11 3000 -3.1 3.48×10-2 4.64×10-11 3500 -4.3 4.73×10-2 4.64×10-11 4000 -5.5 6.18×10-2 4.64×10-11 4500 -6.9 7.82×10-2 4.64×10-11 5000 -8.3 9.66×10-2 4.64×10-11 5500 -10.1 1.17×10-1 4.64×10-11 6000 -12.1 1.39×10-1 4.64×10-11 6500 -14.6 1.63×10-1 4.64×10-11 7000 -17.1 1.89×10-1 4.64×10-11 7500 -19.6 2.17×10-1 4.64×10-11 8000 -22.4 2.47×10-1 4.64×10-11 8500 -25.2 2.79×10-1 4.64×10-11 9000 -28.2 3.13×10-1 4.64×10-11 9500 -31.1 3.49×10-1 4.64×10-11 1000 -34.7 3.86×10-1 4.64×10-11 ② 작은 콘덴서 판(r=7.5cm) (3mm고정) 전압(V) 무게(g) 측정 극판 사이의 힘(N) 정전용량C(F) 500 -0.2 2.17×10-3 5.22×10-11 1000 -0.7 8.69×10-3 5.22×10-11 1500 -1.4 1.96×10-2 5.22×10-11 2000 -2.4 3.48×10-2 5.22×10-11 2500 -3.5 5.43×10-2 5.22×10-11 3000 -4.9 7.82×10-2 5.22×10-11 3500 -6.8 1.06×10-1 5.22×10-11 4000 -8.5 1.39×10-1 5.22×10-11 4500 -10.8 1.76×10-1 5.22×10-11 5000 -13.6 2.17×10-1 5.22×10-11 5500 -15.7 2.63×10-1 5.22×10-11 6000 -18.5 3.13×10-1 5.22×10-11 6500 -22.8 3.67×10-1 5.22×10-11 7000 -27.0 4.26×10-1 5.22×10-11 7500 -30.6 4.89×10-1 5.22×10-11 8000 -34.6 5.56×10-1 5.22×10-11 8500 -39.2 6.28×10-1 5.22×10-11 9000 -43.4 7.04×10-1 5.22×10-11 9500 -48.4 7.84×10-1 5.22×10-11 1000 -54.4 8.69×10-1 5.22×10-11 (3) 실험 결과의 처리 * 면적이 A이고 두 극판 사이의 거리가 d인 축전기가 있다면, 그 때의 정전용량은 C= epsilon _ 0 A over d 이 되고, 극 극판 사이에 작용하는 힘은 F= W over d = CV ^ 2 over 2d = epsilon _ 0 AV ^ 2 over 2d ^ 2 이 된다. 이 때 전자저울이 받는 질량은 m= F over g 가 된다. * q=CV의 관계식으로부터 평행판 축전기에 대한 정전용량은 C= epsilon _ 0 A over d 이 된다. 상단 도체판에 축적된 전하량 q=CV= epsilon _ 0 AV over d 에 의해 하단판(q=- epsilon _ 0 AV over d )이 받는 힘을 구해보자. 면전하밀도를 sigma 라 하면 도체판 한 개에 의한 전기장은 E= sigma over 2 epsilon _ 0 ``````(q= sigma A=2 epsilon _ 0 EA) 이고, 하단 도체판이 받는 힘은 F=-qE=- q sigma over 2 epsilon _ 0 =- q ^ 2 over 2 epsilon _ 0 A 이다. 여기서 -q는 하단면의 전하량, E는 상단면에 의한 전기장이다. 위의 결과와 같이 축전기의 바깥쪽 전기장은 서로 상쇄되어 전기장이 존재하지 않고, 도체판은 자신이 만들어낸 전기장에 의해 힘을 받지 않는다. 위의 식들을 정리하면 F=- epsilon _ 0 AV ^ 2 over 2d ^ 2 이다. 여기서 -는 두 극판 사이에 작용하는 인력을 나타낸다. 그러므로 축전기의 정전용량 C는 다음과 같다. C= 2Fd over V^2 하고 싶은 말 좀 더 업그레이드하여 자료를 보완하여, 과제물을 꼼꼼하게 정성을 들어 작성했습니다. 위 자료 요약정리 잘되어 있으니 잘 참고하시어 학업에 나날이 발전이 있기를 기원합니다 ^^ 구입자 분의 앞날에 항상 무궁한 발전과 행복과 행운이 깃들기를 홧팅 키워드 극판, 용량, 사이, 측정, 고정, 정전용량C