수동장치에 의한 구심력 측정

소개

수동장치에 의한 구심력 측정

목차

없음

본문내용

《실험 목표》

일정한 각속도로 원 운동하는 물체에 작용하는 구심력을 측정하고, 이 힘의 크기가 회전 반경과 회전속도에 관계됨을 알아본다.
《실험 원리》

1) 구심력이란?

구심력(求心力, centripetal force)은 원운동에서 운동의 중심 방향으로 작용하여 물체의 경로를 바꾸는 힘이다.
원운동은 등속도 운동이 아니므로, 뉴턴의 운동 제1법칙에 따르면 원운동을 하고 있는 물체에는 계속해서 변위의 방향을 바꾸는 방향으로 힘이 작용하고 있다. 이러한 힘을 구심력이라고 한다. 구심력은 물체의 속도 벡터에 수직으로 작용하므로, 물체의 속도의 방향만을 변화시키고 속도의 크기는 변화시키지 않는다. 또한 구심력은 물체와 물체의 운동의 중심을 잇는 선과 그 작용선이 항상 평행하므로, 구심력에 의한 돌림 힘은 0이 된다. 따라서 구심력 외에 다른 힘이 작용하지 않는 등속 원운동의 경우, 각운동량 보존 법칙이 성립한다.

<중 략>

구심력 측정 장치는 그림 1과 같이 자유로이 회전할 수 있는 수직 회전축에 수평 팔이 있으며, 이곳에 평형추와 물체가 부착되어 있다. 물체 밑에 있는 지지봉은 회전 반경을 측정하는 기준이 되며 도르래는 회전에 의해 용수철에 가해진 힘을 구하는데 사용된다.

①그림 2와 같이 수직 회전축 V의 상단 f에 수평팔 T를 고정시키고 용수철 S와 수평이 되 도록 설치한 물체 R이 팔 T에 대해서 힘이 평형 되도록 평형추 W의 위치를 조절한다.
②손잡이 P를 돌려 일정한 각속도로 유지될 때, 물체의 끝점 E에 지지봉 A를 일치시킨 후 회전수 f를 측정한다. 한 번에 30회전한 것을 초시계로 측정하되, 회전이 안정된 후부터 측정한다.

참고자료

· http://ko.wikipedia.org/wiki/%EA%B5%AC%EC%8B%AC%EB%A0%A5
· http://www.mulinara.net/physics/mechanic/circle/k13.html