일반물리학실험 원운동과 구심력

최초 등록일
2020.04.19
최종 저작일
2017.03
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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, 운동 반지름, 그리고 구심력 사이의 관계를 알아보고 몇 가지 변수가 원운동을 하는 물체의 구심력에 어떤 영향을 주는가를 알아본다.

2. 실험 원리
점 를 중심으로 반지름 로 등속 원운동을 하는 질량이 인 물체에서 와 를 각각 점 와 점 에서의 물체의 속도라고 하자. 이 때 와 의 크기는 로 같지만 방향은 서로 다르다. 따라서 속도의 축과 축의 성분을 다음과 같이 나타낼 수 있다. 구심력 측정 실험 장치에서 중앙 지지대의 도르래와 연결된 실이 수평일 때 물체를 일정한 속도로 회전시킨다. 이 때, 물체에 작용하는 구심력은 실의 장력과 같고, 실의 장력은 도르래를 통해 연결된 용수철의 탄성력과 같다. 따라서 추와 추걸이의 무게()를 측정하여 구심력을 구하면가 된다.

3. 실험 기구 및 재료
구심력 측정 장치, 초시계, 추와 추걸이, 저울, 실

4. 실험 방법
실험 1 회전 반경 을 변화시키면서 측정
① 물체의 무게를 측정하고 측면 지지대에 매달아 중앙 지지대의 도르래를 거쳐 용수철 과 실로 연결한다.
② 물체가 매달린 실이 측면 지지대의 수직선과 일치할 때 도르래에 연결된 실도 수평이 되는지 확인한다. 수평이 되지 않으면 수평이 될 때까지 측면 지지대의 실의 길이를 조절한다.
③ 추의 질량을 선택하여 추와 추걸이의 무게를 측정한다. 그 다음, 조임 장치가 있는 도 르래를 회전대 끝에 고정시키고 추와 추걸이를 물체에 실을 이용하여 연결하고 도르 래를 걸쳐서 매단다.
④ 측면 지지대를 조절하여 회전 반경 을 선택한 뒤, 용수철 고정 선반을 조절하여 물 체가 매달린 실이 측면 지지대의 수직선과 일치하도록 한다. 이 때, 조임 장치가 있는 도르래의 높이를 조절해 추걸이에 연결된 실이 수평이 되도록 하면 용수철의 탄성력 과 추와 추걸이의 무게가 같아진다.

참고 자료

일반물리학실험 제4판 (부산대학교 물리학교재편찬위원회 지음)
부산대학교 일반물리학실험실 (http://gplab.phys.pusan.ac.kr)
최신대학물리학I (북스힐)

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