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.

참고 자료

없음