구심력 측정 결과보고서

목차

1. 실험목적
2. 이론 및 원리
3. 실험기구 및 장치
4. 실험방법
5. 분석 및 토의

본문내용

1. 실험목적
등속 원운동하는 물체에 작용하는 구심력을 측정하고 분석한다.

2. 이론 및 원리
물체가 일정한 속력으로 원주상을 운동하는 것을 등속 원운동이라고 한다. 이 경우 속도 벡터의 방향은 연속적으로 변화하나 그 크기는 변화하지 않는다. 즉, 질량 인 물체가 반경 인 원주상을 속력 (각속도 )로 등속 원운동을 하려면, 운동 경로는 회전 지름상에 있고 중심으로 향하는 힘이 필요하다. 이 힘을 구심력(centripetal force)이라 하며 뉴튼의 제2법칙에 의해 다음과 같이 주어진다.

3. 실험기구 및 장치
1. I-CA system
2. 구심력 측정장치 셋트(용수철 회전체, 추, 용수철 상수 측정기 포함)
3. DC 전원공급장치

4. 실험방법
4-1. 용수철 상수 측정
① 사진과 같이 실험 장비를 설치한다.
② 구심력 측정 장치에서 용수철을 분리하여 용수철 상수 측정 기둥에 연결한다.
③ 용수철의 한쪽 끝에 추 걸이를 연결하고 영점 기준을 위한 눈금을 확인하고 기록한다.
④ 추 걸이에 걸린 추 무게를 5g씩 증가시키고 늘어난 용수철의 길이를 각각 기록한다.
⑤ 늘어난 길이를 이용하여 용수철 상수를 계산한다.

4-2. 구심력 측정
① 구의 질량을 측정한 후 실험 장비에 연결하여 회전하기 전 구의 위치를 측정한다.
② 카메라와 기준자를 설치하고 비디오 분석을 선택한 후 전압과 전류를 올려 구심력 측정 장치를 회전시키며 몇 주기 동안의 회전을 녹화한다. 이때 구가 실험장비의 벽에 닿지 않는 속도로 회전시킨다. 기준자는 50mm 기준자를 사용하며, 구의 회전이 모두 화면에 담길 수 있도록 카메라 위치를 설정한다.

참고 자료

없음