물리학 실험 - 구심력 ( 예비보고서 / 결과 보고서 )

소개

물리학 실험 - 구심력 ( 예비보고서 / 결과 보고서 )

목차

▣ 목적
▣ 이론
▣ 원리
결과보고서
[1] 측정값
[2] 토의

본문내용

▣ 이론
변 AB는 그 물체가 A에서 B로 움직인 동안 변위 의 크기이므로 다음과 같다.

이식의 양변을 로 나누면 다음과 같다.

양변에서 가 0으로 접근하는 극한을 취하면, 은 이고 은 가 된다. 이 순간의 가속도를 구심 가속도라고 한다. 원운동하고 있는 물체에 대해서 는 다음과 같이 주어진다.
(m/s2)
가속도 벡터 는 운동의 중심을 향해 반지름 안쪽 방향으로 향한다.

▪ 각속도 : 원운동처럼 물체의 운동을 하나의 기준점에서 관측할 때 기준점에 대하여 물체가 회전하는 속도를 측정한 물리량이다. 단위시간에 얼마나 물체의 동경이 변화하였는지를 벡터량으로 나타낸다.

원운동을 하고 있는 물체에서 전체시간 동안에 구슬이 거리 를 이동하면 양변을 로 나누어 다음을 얻는다.


일반적으로 원운동에서 는 접선속도의 크기를 나타낸다. 우변의 비율은 평균 각속도의 크기로써 그리스 소문자 오메가()를 사용하여 다음과 같이 표현된다.

각속도를 rad/s로 기술하면 다음과 같은 식을 얻는다

평균 각속력을 이용하여, 시간 간격이 극소가 될 때 각도변화의 극한값으로 순간 각속도의 크기를 정의 할 수 있다.

즉, 는 의 시간적 변화율이다. 으로 의 극한을 취하면 순간 선속도와 순간 각속도의 크기들 사이에 다음 관계를 얻는다.


▣ 원리
구심력이 용수철에 의해 제공된다면 이 상태에서 용수철이 늘어난 길이를 표시해 둔 후, 정지상태에서 같은 길이만큼 용수철을 늘어나게 하는 추의 무게를 측정하면 용수철의 복원력을 측정할 수 있다. 이 힘은 추의 질량을 이라 하면 다음과 같다.

실제로 실험에서는 실험 순서를 바꾸어, 정지상태에서 매달린 추에 의해 용수철이 늘어난 길이를 표시한 후 물체를 회전시켜 각속도를 증가시키면서 용수철의 끝이 표시한 위치에 도달하는 순간의 각속도를 측정하게 된다.

참고자료

· 없음