보다진자를 이용한 중력가속도 측정A++ 귀한 자료

목차

1. 실험 목표
2. 실험 원리
3. 실험 기구 및 장치
4. 실험 방법
5. 추가 질문 사항
6. 실험 결과
7. 토의
8. 참고자료

본문내용

1. 실험 목표

Borda의 진자를 이용하여 그 지점의 중력 가속도 g를 측정한다.

2. 실험 원리

그림 1과 같이 수평 고정축 O의 둘레에 대한 강체의 중력에 의한 회전 운동의 방정식은, 공기의 저항 등을 무시하면,
(1)
여기에서 는 연직선과 고정추 O와 공의 중심 G(무게중심)를 잇는 직선사이의 각이고, 그것이 상당히 작으면(5이하) 가 되므로

그러므로 단진동의 주기를 T라 하면

중력 가속도 g는

(h는 구 중심까지의 거리이다.)

그런데 I는 지점 O의 둘레의 관성모멘트이므로 철사의 길이 l, 구의 반경 r 인
보다 진자에서는 진자의 길이 h = l + r 이고, 고체 구의 관성모멘트는 이므로

<중 략>

이러한 문제가 발생한 이유로는 여러 가지가 있는데 기본적으로 진자 측정의 오류가 있겠다. 포토타이머를 사용할 때에 센서를 쓰게 되는데, 이 센서는 물체가 지나가 빛을 2번 가릴 때마다 주기를 체크하게 되는 시스템인데, 만일 물체가 이 센서를 지나가 버리면(정상적인 경로는 빛을 가린 곳이 최고점이 되게 해야 한다.) 주기가 뒤죽박죽으로 나오게 되어버린다. 위 실험값은 대체적으로 일정하게 나왔으므로 이것에 해당하지 않는 듯 하다. 하지만 센서를 가리는 때가 최고점일때는 최고점에 멈춰있는 시간이 있기 때문에 이 또한 오차의 원인이 됨직 하다.
두 번째로는, 철사의 길이와 구 반지름 측정이 있다.

참고자료

· 일반 물리학 실험 , 북스힐 pp 121~126
· "Pendulum". Miriam Webster's Collegiate Encyclopedia. Miriam Webster. 2000. pp. 1241.
· 두산 백과사전