구심력의 측정 예비보고서

목차

Ⅰ. 목 적

Ⅱ. 원 리
1. 구심력이란?
2. 원심력이란?
3. 훅의 법칙이란?

Ⅲ. 기구 및 장치

Ⅳ. 실험방법

본문내용

Ⅰ. 목 적

물체가 원운동하기 위해서는 힘이 필요하며 이때 물체에 작용하는 힘을 ‘구심력(centripetal force)’이라 한다. 이 실험에서는 등속원운동하는 물체의 회전속도 및 회전반경을 측정하여 구심력을 결정하고 이를 탄성력과 비교한다. 즉 두 힘의 평형관계로부터 구심력의 공식이 올바른지 확인한다.

Ⅱ. 원 리

1) 구심력(centripetal force) 이란?
등속 원운동에서 운동의 중심 방향으로 작용하여 물체의 방향을 바꾸는 힘.
선속도에 수직으로 작용, 물체의 속도의 방향만을 변화, 속도의 크기는 변화시키지 않는다.

2) 원심력(centripetal force) 이란?
회전하는 좌표계에서 관찰되는 관성력(가속도의 반대방향 가속도), 회전의 중심에서 바깥방향으로 가속시키는 힘.
단위시간당 회전수 f와 각속력 w를 이용해서 아래의 식과 같이 표현할 수 있다.
v = rw 2 π fr

< 중 략 >

3) 훅의 법칙(hooke’s law) 이란?
용수철과 같이 탄성이 있는 물체가 외력에 의해 늘어나거나 줄어드는 등 변형되었을 때 자신의 원래 모습으로 돌아오려고 저항하는 복원력의 크기와 변형의 정도의 관계
F = -kx (F : 복원력, k : 용수철 상수)

Ⅲ. 기구 및 장치

구심력 측정장치(용수철 및 추 포함), 전원장치, 포토게이트 타이머 장치, 탄성계수 측정장치

Ⅳ. 실험방법

1. 탄성계수 측정장치를 이용하여 구심력 측정장치의 용수철의 탄성계수를 측정한다.
2. 구심력장치의 용수철을 측정장치의 가운데 봉에 끼운 후 원래길이를 눈금자로 측정한다. 그리고 눈금측정날이 달려있는 추부터 끼운 후 압축된 길이를 측정하고 추가로 추를 하나 더 끼운 후 압축된 길이를 측정해 용수철상수 를 결정한다.
3. 다음 그림과 같이 구심력 측정장치를 조립한다.
(흰띠가 있는 추는 반드시 1개 체결)
4. 구심력 측정장치의 회전봉 끝쪽에 포토게이트를 설치한다.

참고 자료

없음