구심력 측정 실험

소개글

경희대학교 물리학 및 실험 1 구심력 측정 실험 결과 보고서 입니다.

목차

1.실험목적
2.관련이론
3.실험방법
4.실험결과
5.분석 및 토의
❏ 참고자료

본문내용

❏ 실험제목 : 구심력측정 실험 결과보고서
❏ 실험목적
❍ 등속원운동은 회전중심을 향한 가속운동임을 이해하고 실험을 통하여
원운동하는 물체의 질량, 궤도반지름, 주기와 구심력 사이의 관계를
알아본다.
❏ 관련이론
❍ 구심력
• <그림1> 과 같이 점 를 중심으로 반지름 로 등속원운동을 하는 질량 인
물체를 생각해 보자.
시간 에 축으로부터 각 를 이루는 점 에 있던 물체가 시간 에는
만큼 회전하여 축으로부터 각 를 이루는 점 에 있다고 하자.

등속원운동에서 점 , 에서의 속도 와 는 크기는 로 같지만 방향은 다르다.
그림으로부터 각 위치에서의 속도 는 다음과 같이 주어진다.




물체가 일정한 속력 로 원운동 하므로 점 에서 점 까지의 거리 와
걸리는 시간 와는

의 관계를 만족하고, 따라서 각속도 는 다음과 같이 주어진다.

한편, 가속도의 정의로부터 점 에서 점 까지 평균가속도 는

으로 주어진다. 이 때, 의 극한을 잡으면 순간가속도가 다음과 같이 주어진다.

주어진 식을 대입하고 일 때, 이고 임을 이용하면

따라서 <그림2> 에서와 같이 등속원운동의 경우, 가속도의 크기는 이고 방향은
회전 중심 을 향하는 방향 을 갖는다.

<그림2> 등속원운동을 하는 물체의 속도와 가속도

위에서 구한 구심가속도 를 이용하여 물체에 작용하는 구심력 을 구하면

이다. 원형궤도를 일 회 회전하는데 걸리는 시간, 즉 주기를 라 하면
,
이 되고 따라서 구심력의 크기 는 다음과 같이 나타낼 수 있다

참고 자료

없음