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구심력 측정 실험 물리학실험1

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최초 등록일
2011.04.07
최종 저작일
2010.05
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소개글

1.실험 제목

2.실험 목적

3.실험 관련 이론

4. 실험기구 및 방법

5. 실험 결과

6. 분석 및 토의

7. 참고문헌

목차

1.실험 제목

2.실험 목적

3.실험 관련 이론

4. 실험기구 및 방법

5. 실험 결과

6. 분석 및 토의

7. 참고문헌

본문내용

시간 에 축으로부터 각 를 이루는 점 에 있던 물체가 시간 에는 만큼 회전하여 축으로부터 각 를 이루는 점 에 있다고 하자. 등속원운동에서 점 , 에서의 속도 와 는 크기는 로 같지만 방향은 다르다. 그림으로부터 각 위치에서의 속도 는 다음과 같이 주어진다.
(1)
(2)
물체가 일정한 속력 로 원운동 하므로 점 에서 점 까지의 거리 와 걸리는 시간 와는
(3)
의 관계를 만족하고, 따라서 각속도 는 다음과 같이 주어진다.
(4)
한편, 가속도의 정의로부터 점 에서 점 까지 평균가속도 는
(5)
으로 주어진다. 이 때, 의 극한을 잡으면 순간가속도가 다음과 같이 주어진다.
(6)
식 (1), (2) 를 식 (7) 에 대입하고 일 때, 이고 임을 이용하면
(7)
따라서 Fig. 2 에서와 같이 등속원운동의 경우, 가속도의 크기는 이고 방향은 회전 중심 을 향하는 방향 을 갖는다.

위에서 구한 구심가속도 를 이용하여 물체에 작용하는 구심력 을 구하면
(8)
이다. 원형궤도를 일 회 회전하는데 걸리는 시간, 즉 주기를 라 하면
(9)
(10)
이 되고 따라서 구심력의 크기 는 다음과 같이 나타낼 수 있다.
(11)
또, 이를 에 대해 나타내면 다음과 같다.
(12)
4. 실험기구 및 방법 :
Force Sensor, 회전막대, 초시계, 추, 실, 스탠드, Interface 장치, Photogate head

실험 A : 물체의 질량 은 일정하고, 회전반지름 이 달라지는 경우
(1) 사각블록의 질량 과 추의 질량 을 측정한다.
(2) Fig. 3 처럼 회전막대에 force sensor 에 연결된 줄이 회전막대의 중심을 지나도록 고정시키고 한쪽 추에 연결시킨다.
(3) 회전막대 한쪽에 사각블록과 추를 회전 반지름 의 위치에 고정시킨다.

참고 자료

없음
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