일반물리학실험 예비&결과보고서 원운동과 구심력

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 방법
실험 1) 회전 반경을 변화시키면서 측정
① 물체의 무게를 잰 후 측면 지지대에 매달고 중앙 지지대의 도르래 아래를 거쳐 용수철과 실로 연결한다.
② 물체가 매달린 실이 측면 지지대의 수직선과 일치할 때 도르래에 연결된 실이 수평이 되는지 확인하고, 수평이 되지 않으면 측면 지지대에 매달린 실의 길이를 조절한다.
③ 추의 질량을 적당히 선택하여 추와 추걸이의 무게를 잰 후 빈 고리에 매단다.
④ 회전 반지름 을 선택하여 측면 지지대를 고정시킨다.
⑤ 중앙 지지대의 지시기 선반의 높낮이를 조절하여 지시기 판이 지시기 선반과 일치하도록 조절한다.
⑥ 추와 추걸이를 분리한다.
⑦ 속도를 증가시키면서 돌리다가 지시기 판이 지시기 선반과 일치할 때의 속력을 유지하면서 10회 회전 시간을 초시계로 잰다.
⑧ 회전 반경 을 일정한 간격으로 변경하면서 ④~⑦의 과정을 반복한다.

실험 2) 구심력의 크기를 변화시키면서 측정
① 실험 1의 ①~⑦의 과정을 한 번 실행한다.
② 추의 질량을 ①과 다르게 선택하고 추와 추걸이의 무게를 잰 후 물체의 빈 고리에 연결하여 매단다.
③ 중앙 지지대의 지시기 선반의 높낮이를 조절하여 지시기 판이 지시기 선반과 일치하도록 조절한다.
④ 추와 추걸이를 회전대에서 분리한다.
⑤ 속도를 높이면서 회전시키다가 지시기 판이 지시기 선반과 일치할 때의 속력을 유지하면서 10회 회전 시간을 초시계로 잰다.
⑥ ②~⑤의 과정을 반복한다.

<중 략>

측정 장치의 불완전성으로 생기는 계기오차나 관측자와 초시계를 누르는 측정자 사이의 괴리 등 개인오차가 발생했기 때문이라고 할 수 있다. 또한 실험 1에서 물체에 작용하는 구심력이 일정하다고 했을 때, 물체의 회전 반경이 증가할수록 주기가 오차 내에서 일정하게 커지는 것을 그림 2를 통해 확인할 수 있었다. 식 (10.3)에 의하면, 구심력은 이므로 추와 추걸이의 질량이 같으면 일정하기 때문에 실험 1의 구심력 역시 일정하다. 따라서 이를 로 두면 식이 다음과 같이 바뀐다.

참고 자료

부산대학교 물리학교재편찬위원회, 일반물리학실험 제4판, 청문각, 2017
부산대학교 일반물리학실험실, “http://gplab.phys.pusan.ac.kr/”