구심력 실험 결과

목차

1. 목적
2. 이론
3. 방법
4. 결과 및 분석
5. 결론
6. 토의

본문내용

1. 목적
구심력 실험을 통하여 원운동을 하고 있는 물체에는 계속해서 변위의 방향을 바꾸는 방향으로 힘이 작용하는 운동법칙을 확인하고 장력과 중력에 따른 구심력의 관계식들이 성립하는지 증명한다.

2. 이론

• 구심력 : 구심력(求心力, centripetal force)은 원운동하는 물체에서 원의 중심방향으로 작용하는 일정한 크기의 힘이며 물체의 운동방향에 수직으로 작용한다. 그래서 물체의 속도의 방향만을 변화시킨다. 또한 구심력은 물체와 물체의 운동의 중심을 잇는 선과 그 작용선이 항상 평행하므로, 구심력에 의한 토크는 0이 된다. 따라서 구심력 외에 다른 힘이 작용하지 않는 등속 원운동의 경우, 각운동량 보존 법칙이 성립한다.

<중 략>

그래프를 분석해보면 구심력과 각속도는 Y축을 기준으로 양과 음이 번갈아가며 비례하며 감소하는 것을 볼 수 있었다. 회전운동센서와 힘 센서가 축을 중심으로 진자막대가 어느 한 방향으로 올라가면 그 부분을 양의 값으로 잡고 반대쪽을 음의 값으로 잡았기 때문에 양과 음이 번갈아 나타나는 것으로 보이며 그래프의 진폭이 Y축을 기준으로 각속도는 거의 대칭이지만 구심력은 완전히 대칭이지는 않다. 아마도 그 이유는 진자를 처음에 올렸다가 놓는 방향에 따라 한 쪽에서 힘이 치우치는 이유에서 인 것 같다. 그러나 그 정확한 이유에 대해서는 해답을 놓지는 못했다.

6. 토의

이번 7주차 실험에서 우리 조원들은 각각 파트를 나누어 컴퓨터 셋팅, 진자 놓아주기, 기록, 수치 재기 등 하였는데 오차를 줄이기 위한 핵심은 진자를 놓는 데에 있었다. 진자가 왕복운동 범위를 벗어나지 않기 위해 고정을 더 단단히 하거나 여러 저항요소를 배제하고 힘이 들어가지 않게 심혈을 기울였으나 첫 실험에서는 여러 시행착오 끝에 측정을 하였으나 한계가 있는지 구심력 그래프의 진폭이 일정하지 않게 감소하는 것을 보였다. 2차 실험에서는 그래프가 일정하게 감소하였으나 구심력의 양과 음의 범위가 대칭하지 않아 아쉬움이 있었다.

참고자료

· 없음