[아주대] 물리학실험1 구심력 결과보고서

소개

2014년 2학기 A+ 받은 보고서입니다

목차

1. 측정값 및 분석
2. 실험
3. 계산
4. 질문
5. 결과 및 토의

본문내용

[질문]
Q1. F 와 Fr 은 어떤 값이 더 정밀한가?
Answer>
F값이 Fr값 보다 더 정밀하다. 그 이유는 F와 Fr을 구하는 식을 살펴보면 알 수 있다.
먼저 F는 질량 × 중력가속도로 구한다.
여기서 오차의 영향을 주는 요인으로는
⑴ 중력가속도의 값 (계산 시에 g = 9.81m/s2라는 근사값을 사용하기 때문)
⑵ 추의 질량 측정 시 저울의 계기오차
총 2가지가 있다.

반면 Fr은 질량 × 반지름 × (각속도)2를 통해 구한다.
여기서 오차에 영향을 주는 요인은
⑴ 각속도 측정 시 발생하는 우연오차
⑵ 추의 질량 측정 시 저울의 계기오차
⑶ 실의 길이(반지름) 측정 시 자의 계기오차 (0.3mm)
총 3가지가 있다.
위의 내용을 살펴보면 F가 Fr 보다 오차에 영향을 주는 요인이 1가지 더 적다. 게다가 계산 시 사용한 중력가속도는 잘 알려진 문헌값을 사용했다.(실험시간에 직접 구한 실험값에 비하면 비교적 오차가 작은 편이다.) 반면에 각속도는 실험시간에 직접 측정한 값을 사용했는데, 이 값은 실험장치의 수평유무나 실의 팽팽함에 따라 오차가 발생할 확률이 상대적으로 더 높다. 따라서 F가 Fr보다 더 정밀하다.

<중략>

[3] 결과 및 토의
이번 실험시간에는 원 운동하는 물체의 구심력을 용수철의 복원력을 이용해 측정해 보았다.
그리고 구심력에 영향을 미치는 요인인 반지름과 질량을 변화시켜 그 때 구심력이 어떻게 변하는지 살펴보았다. 또, F와 Fr의 비교를 통해 Fr이 구심력을 표현하는 식으로 타당한지 살펴보았고, 마지막으로 r,w 중에서 어느것이 Fr의 오차가 더 크게 기여하는지 살펴보았다.
먼저 구심력의 공식은 Fr = mrw2이다. 식에서 알 수 있듯이 구심력은 질량, 반지름에 비례하고 각속도의 제곱에 비례한다. 실험1을 살펴보면, r=7cm에서 r=11cm로 증가할수록 구심력 또한 0.523N에서 0.537N으로 증가하였다. 또, 실험2를 살펴보면, 질량이 55.31g일 때 구심력이 0.534N, 77.61g일 때의 구심력 0.727N으로 질량이 증가할수록 구심력이 증가하였다.

참고자료

· 없음