도체 위를 움직이는 자석에 작용하는 자기 저항력에 관한 연구

Investigation of the Magnetic Drag Force Acting on the Magnet Moving Above a Conductor Plate

경사진 도체 위를 마찰 없이 운동하는 자석을 부착한 수레의 위치와 속도의 변화를 측정함으로써 도체에 유도된 맴돌이 전류에 의해 수레에 작용하는 저항력의 수레의 운동에 미치는 영향과 저항력의 속도 의존성을 조사하였다. 정지 상태에서 출발한 수레는 중력에 의해 속도가 증가하였으나 속도의 변화율은 수레에 작용하는 저항력으로 인해 점차 감소하여 종단속도에 이르게 되었다. 저항력0000000000000을 받으며 운동하는 물체의 운동방정식으로부터 구한 속도 해를 이용하여 실험으로 측정한 수레의 속도 그래프를 fitting하여 경사각에 따른 수레의 종단속도를 구하였다. 수레의 종단속도는 수레에 작용하는 가속도가 클수록 증가하였으며 도체 판의 경사각의 sine 값에 비례하였다. 종단속도 값을 이용하여 저항력의 저항계수 0를 구하였으며, 그 값은 평균 0.16086±0.00721(㎏/s)로 주어졌다. 이 결과로부터 자석에 작용하는 저항력은 자석의 속도000000000에 비례하는 힘임을 알 수 있었다.

The effect of the magnetic drag force due to the eddy current on the magnet s motion was investigated by measuring the position and velocity of the magnet moving above a conductor plate. As the magnet moves along an inclined conductor plate, the drag force acting on the magnet increases and finally the magnet moves with a constant velocity called a terminal velocity. The terminal velocity values of magnet with respect to the incline angle were obtained by fitting the velocity curves with the theoretical ssolution of the magnet s equation of motion and were found to be proportional to the sine value of an incline angle. By using the obtained values of the terminal velocity, drag coefficients were also calculated and the average value was 0.16086 ±0.00721(㎏/s). From these experimental results and the equation of motion of the magnet, the magnetic drag force due to the eddy current was found to be proportional to the magnet s velocity.