힘의 작용과 운동/마찰력

마찰력의 작용

준비물

모래 상자, 책상, 고정 도르래, 유리판, 양철판, 나무 토막, 모래, 실, 종이 상자

목표

물체를 움직이려면 그것을 방해하는 마찰력이 작용한다. 마찰력의 작용에 대해 알아본다.

실험관찰

① 나무 토막에 실을 매어 그림과 같이 장치하고 그 한 끝에 상자를 매단다. 상자에 모래를 조금씩 넣으면서 나무 토막이 움직이기 시작할 때의 모래와 상자의 무게를 재어 보자. 또, 나무 토막 밑에 유리판이나 양철판을 깔고 같은 실험을 해 보자.② 모래를 담을 수 있는 종이 상자를 실에 매어 그림과 같이 장치하자. 종이 상자에 모래를 더 넣어가면서 상자가 움직이기 시작할 때의 종이 상자의 무게를 재어 보자.③ 가로·세로·높이가 다른 나무 토막을 ①의 장치에 연결하고, 책상과 닿는 넓이에 따라 나무 토막이 움직이기 시작할 때의 모래상자의 무게를 재어 보자. 닿는 면의 넓이는 어떤 영향을 주는가?

결과

① 나무 토막과 책상 사이에서 나무 토막의 움직임을 방해하는 힘을 마찰력이라 하는데, 물체에 작용하는 힘과 반대 방향으로 작용한다. 또 물체가 움직이기 시작할 무렵의 마찰력을 최대 마찰력이라 하는데, 면의 상태가 매끈할수록 작아진다.② 최대 마찰력은 물체가 무거울수록 커진다는 것을 알 수 있다.③ 넓은 면을 바닥으로 하거나 좁은 면을 바닥으로 하거나 최대 마찰력은 달라지지 않는다. 한 물체가 어떤 면에 대해서 가지는 최대 마찰력은 그 무게에 비례한다.