간단한 구심력 측정

목차

1. 목적
2. 이론
3. 장치 및 방법
4. 측정값
5. 계산 및 오차
6. 결론
7. 검토

본문내용

1. 목적
물체가 일정한 각속도롤 원운동을 할 때 그 구심력을 측정한다.
2. 이론
물체가 원주 상을 일정한 속력으로 운동하는 데는 물체의 운동을 그 원주 상에 구속하는 힘이 필요하다. 이것을 그 물체에 작용하는 구심력(求心力)이라 하며, 항상 원의 중심을 향하고, 이 힘 의 값은, 물체의 질량 속력 원의 반지름 에 대하여
의 관계가 있다.
대신에 각속도 를 쓰면 이므로
으로도 된다. 또 대신에 단위 시간당의 회전수 을 쓰면 이므로
으로 된다.
3. 장치 및 방법
1) 장치 : 구심력 장치 SG-5148
핸드폰 스톱워치
버니어 캘리퍼 SG-5102
2) 방법
① 먼저 수준기를 실험대 위에 올려놓고, 4개의 조절나사를 이용해 실험대를 수평으로 조절한다.
② 물체를 수평막대에 매어달되 뒤에 용수철이 늘어날 때 용수철이 거의 수평이 되도록 실의 길이를 조절한다. 또한 질량 M 의 수직연장선과 p의 연장선이 일치하도록 조절한다.
③ 회전축과 질량 M사이를 용수철로 연결하고, 회전축을 서서히 회전시킨다.
④ 회전속도를 증가시킬수록 질량 M 과 기둥 H 사이의 거리가 점점 증가할 것이다. 질량 M 이 B와 이루는 각이 수직이 될 때, 즉 측면에서 관측하여 M 과 P의 연장선이 일치할 때, 그때의 단위시간당 회전수를 기록해 둔다.(M과 B가 수직이 될 때 초시계를 이용해서 1바퀴 돌 때의 시간을 측정하여 ‘회전수(n)/시간(s)` 으로부터 단위시간당 회전수를 구할 수 있을 것이다.)
⑤ 회전축에서 물체의 질량 중심까지의 거리 r 을 측정하여 식(3)을 써서 구심력 F를 계산한다.
⑥ 회전을 정지시킨 후, 추 을 증가시키면서 질량M의 끝점이 바늘 p와 일치하게 되면, 이때의 추의질량을 기록해 둔다. 이는 용수철이 거리 x 만큼 늘어났을 때의 구심력과 용수철이 가지는 복원력을 비교하기 위해서 이다. 이때의 추의 무게는 구심력과 같다. 이 결과를 위에서 측정한 값과 비교한다.
⑦ 수평 막대에 걸린 질량 M 의 위치와 P의 위치를 이동하

참고 자료

없음