원운동과 구심력

소개글

2014
일반물리학실험 보고서
(예비+결과보고서)

목차

1. 실험 목적
2. 실험 원리
3. 실험 기구 및 재료
4. 실험 방법
5. 측정값
6. 실험 결과
7. 결과에 대한 논의
8. 결론
9. 참고 문헌 및 출처

본문내용

1. 실험 목적
원운동을 하는 물체의 질량, 운동반지름, 그리고 구심력 사이의 관계를 알아보고 몇 가지 변수가 원운동을 하는 물체의 구심력에 어떤 영향을 주는가를 알아본다.

<중 략>

구심력 측정 실험 장치는 그림 10-3과 같다. 그림 10-4에서 보는 바와 같이 중앙 지지대의 도르래와 연결된 실이 수평인 상태에서 물체를 일정한 속도로 회전시키면, 물체에 작용하는 구심력은 실의 장력이 된다. 이 실이 도르래를 통해 용수철과 연결되어 있으므로 실의 장력은 용수철의 탄성력과 같다. 따라서 이때의 용수철의 탄성력을 측정하면 구심력을 알 수 있다. 회전대을 정지시키고 그림 10-3과 같이 장치를 하여 회전할 때와 같은 길이로 용수철을 늘어나게 하는 추와 추걸이의 무게()를 측정해서 회전시킬 때의 용수철의 탄성력 즉 구심력을 구한다. 이를 식으로 나타내면 다음과 같다.

<중 략>

실험 2) 구심력의 크기를 변화시키면서 측정
물체의 질량과 회전반지름을 일정하게 유지시키고 구심력을 변화시키면서 회전주기 T를 측정한다.
1. 실험 1의 1~7번까지의 과정을 한 번 실행한다.
2. 조임장치가 있는 도르래를 회전대 끝에 고정시킨다. 추의 질량을 다르게 선택하고 추와 추걸이의 무게를 잰다. 물체의 빈 고리에 실을 연결하고 추와 추걸이를 도르래 위를 걸쳐서 매단다. 이때 추와 추걸이의 무게가 구심력을 결정하게 된다.
3. 매달린 물체가 측면 지지대의 수직선과 일치하도록 중앙 지지대의 용수철의 고정선반의 높이를 조절한다. 중앙 지지대의 지시기 선반의 높낮이를 조절하여 오렌지색 지시기 판이 지시기 선반과 일치하도록 조절한다.
4. 추걸이와 도르래를 회전대에서 분리한다.
5. 회전대를 회전시키고 오렌지색 지시기 판이 기시기 선반과 일치할 때까지 속도를 증가시킨다.
6. 이 속도를 유지하면서 10회 회전시간을 초시계로 잰다.
7. 2~6의 과정을 반복한다.

참고 자료

일반물리학실험(부산대학교 물리학교재편찬위원회)