중력가속도 실험 예비보고서

소개글

중력가속도 실험

목차

1) Subject
2) Equipment
3) Abstract
4) Theory
5) Method & Procedure
6) Results
7) Discussion & Conclusion

본문내용

1) Subject
중력가속도 측정하기

2) Equipment
쇠 공, 줄, 줄자, 주기 측정 기구, 공의 질량 측정 기구, 버니어캘리퍼스

3) Abstract
중력가속도 g를 쇠 공의 단진자 운동을 통하여 구하는 실험이다. 쇠 공의 단진자 운동을 사용한다면 주기에 관한 식을 공의 질량과 중력가속도, 공의 반지름 그리고 줄의 길이를 이용하여 나타낼 수 있게 된다. 그러므로 중력가속도를 제외한 모든 데이터를 측정하면 중력가속도를 구할 수 있다.

4) Theory
회전관성 I, 주기 T, 줄의 길이 l, 공의 질량 M, 공의 반지름 r, 중력가속도를 g라 할 때, 공이 운동하는 접선 방향으로의 힘은 torque(τ)와 같다.
F=-Mgsinθ=-Mgθ, τ=I(d^2 θ)/(dt^2 )일 때,
I (d^2 θ)/(dt^2 )=-Mglθ 이 된다. 따라서 (d^2 θ)/(dt^2 )+Mgl/I θ=0이고
θ(t)=θ_0 cos√(Mgl/I) t이다. 이때 주기 T는 2π√(I/Mgl) (①)과 같다.
그리고 공이 운동할 때 회전관성 I는 2/5 Mr^2+〖M(l+r)〗^2 (②)이므로
위와 같이 두 식을 이용하여 ①번 식에 ②번 식을 대입하게 되면
중력가속도 g를 구할 수 있게 된다.

5) Method & Procedure
우선 회전관성 I= 2/5 Mr^2+〖M(l+r)〗^2이기 때문에 공의 질량과 줄의 길이, 그리고 공의 반지름들을 각각 3번씩 반복 측정 하였다. 그리고 공의 주기는 초시계가 아니라 공이 지나가면 자동으로 주기를 측정할 수 있는 기구를 사용해서 6번 반복 측정하였다. 그리고 I를 구하고 나서 ①번 식을 중력가속도 g에 관한 식으로 바꾸고 각 Data들을 대입하여 측정할 수 있었다.

참고 자료

없음