13장 원운동과 구심력(예비)

목차

1.실험 목적
2.실험 원리
3.실험 기구 및 재료
4.실험 방법
5.참고문헌 및 출처

본문내용

1.실험 목적
원운동을 하는 물체의 질량, 운동반지름, 그리고 구심력 사이의 관계를 알아보고 여러 변수들이 원운동을 하는 물체의 구심력에 미치는 영향을 알아본다.
2.실험 원리
아래 그림과 같이 점 O를 중심으로 반지름 r로 등속 원운동을 하는 질량 m인 물체를 생각하자.

<중 략>

점 p와 q가 점점 가까워져 점 s근처에서 만난다고 생각하면 각 θ가 작아져서 sinθ=θ로 근사하게 되어 점 s에서 물체의 가속도는
= -
가 된다. 여기서 (-) 부호는 점 p에서 아래로 향하는 것을 의미하는데 원의 중심을 향하는 것이다. 원운동을 하는 물체의 속도와 가속도 방향은 다음과 같다.

<중 략>

구심력 측정 실험 장치는 위 그림과 같이 회전대를 회전시키면 물체에 작용하는 원심력과 중앙 지지대에 달린 용수철이 당기는 힘(구심력)이 같아지는 지점에서 물체는 일정한 반경을 중심으로 원운동을 하게 된다. 원심력과 구심력이 같아지는 지점을 측면 지지대의 수직선과 일치 되도록 회전시키면, 물체에 작용하는 구심력은 용수철이 물체에 작용하는 힘(탄성력)과 같다. 따라서 용수철의 탄성력을 측정하면 구심력을 알 수 있으므로 회전대를 정지시킨 상태에서 추와 추걸이를 연결한 후 측면 지지대의 수직선에 물체가 위치하도록 추를 달아 추와 추걸이에 작용하는 중력을 측정하면 구심력은 이다.

참고자료

· 일반물리학실험(1판 2쇄/ 2011년1월20일/ 부산대학교 물리학교재편찬위원회) 147~151page
· http://delcuore.tistory.com/162