일반물리학실험 원운동과 구심력 결과보고서

목차

1. 실험 목적
2. 실험 원리
3. 실험 기구 및 재료
4. 실험 방법
5. 실험 결과
6. 결과에 대한 논의
7. 결론
8. 참고문헌 및 출처

본문내용

실험 목적
원운동을 하는 물체의 질량, 운동반지름, 그리고 구심력 사이의 관계를 알아보고 여러 변수들이 원운동을 하는 물체의 구심력에 미치는 영향을 알아본다.

실험 원리
그림과 같이 점을 중심으로 반지름 로 등속 원운동하는 질량이 인 물체를 생각해 보자.

실험 기구 및 재료
100원 동전 4개, 신형 10원 동전 1개, 실, 가위, 테이프, 대롱, 영상촬영용 카메라, 초시계

실험 방법
실험1. 회전반경 r을 변화시키면서 측정
물체의 질량과 구심력을 일정하게 유지시키고 회전중심 O에서 물체까지의 거리(반경r)를 변화시키면서 회전 주기 T를 측정한다.
① 물체의 무게를 잰 후 대롱에 연결한다.
② 회전반지름을 10cm로 하여 원운동을 한다.
③ 속도를 유지하면서 20회 회전시간을 초시계로 잰다.
④ 회전반경을 10cm씩 증가시키면서 위의 과정을 반복한다.
⑤ 측정값으로부터 vs r의 그래프를 그리고 그래프의 기울기로부터 구심력을 계산하여 Mg와 비교한다.

실험2. 구심력의 크기를 변화시키면서 측정
물체의 질량과 회전반경을 일정하게 유지시키고 구심력을 변화시키면서 회전 주기 T를 측정한다.
① 회전 반경을 30cm로 고정하여 대롱에 연결해 장치를 만든다.
② 속도를 유지하면서 20회 회전시간을 초시계로 잰다.
③ 추의 질량을 증가시키며 위의 과정을 반복한다.
④ 측정값으로부터 vs Mg의 그래프를 그리고 그래프의 기울기와 4π2mr을 비교한다.

결과에 대한 논의
이번 실험은 원운동을 할 때 추의 질량, 운동반경을 변화시키면서 이 요인들과 주기, 구심력 사이의 관계를 알아보고 여러 변수들이 원운동을 하는 물체의 구심력에 미치는 영향을 알아보는 실험이다.

참고 자료

부산대학교 물리학과 일반물리실험 홈페이지
일반물리학실험 5판 (부산대학교 물리학교재편찬위원회, 청문각, 2019)
Plato 일반물리학실험1 강의 자료