아주대A+ 물리학 실험_구심력 예비+결과보고서

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목차

Ⅰ. 예비보고서
1. 실험목적
2. 실험원리
3. 참고문헌

Ⅱ. 결과보고서
1. 측정값 및 결과
a) 실험1 일정한 구심력, 일정한 m, 반경 변화
b) 실험2 일정한 반경, m 일정, 구심력 변화
2. 토의
a) 질문에 대한 토의
b) 실험과정 및 결과에 대한 검토

본문내용

예비보고서
1. 실험목적: 원운동하는 물체에 작용하는 구심력을 (구심력)=(질량)x(구심가속도)의 식을 사용하여 측정하고 직접 측정한 등가의 힘과 비교하여 구심력과 구심가속도의 표현식이 정당한지 검토한다.
2. 실험원리: 질량 m인 물체가 반경 r인 원주 상에서 속력 v, 가속도 w로 원운동하려면 원의 중심을 향하는 구심력이 다음과 같이 작용해야 한다.

<중 략>

[2] 토의
1. 질문에 대한 검토
질문1. 와 중 어느 값을 더 신뢰할 수 있는가?
F의 측정값이 보다 더 신뢰할 수 있다. F의 값을 F=Mg라는 공식을 통해서 구하기 때문에 실제로 측정한 값은 M의 값뿐이다. 그렇지만, 은 이라는 공식을 통해서 구학 때문에 사용한 측정값은 m, r, 이므로, 을 구하기 위해서는 모두 실제 측정한 값을 사용하여야 한다. 따라서, 을 구하기 위해 측정한 값은 모두 오차가 발생하였고, 계산할 때 오차의 전파에 의해 값에도 오차가 많이 생겼을 것이다. 따라서, F의 값이 의 값보다 조금 더 신뢰할 수 있다고 말할 수 있다.

질문2. 길이를 바꿔가며 5회 측정한 의 오차는 반경 과 어떤 관계가 있을까?
실험을 통해 측정한 값으로는 정확하게 5번인 측정한 의 오차와 반경 r이 어떤 관계인지 파악하기 어렵다. 하지만, 이론적으로 생각해 본다면 의 오차는 반경 r이 작을수록 커진다고 볼 수 있다. 왜냐하면, 로 나타낸다면, 반경 r이 작으면 작을수록 각속도인 가 커지기 때문에 오차 값 역시 더 커진다고 할 수 있기 때문이다.

질문3. , 측정의 개별 값에 대한 상대오차는 각각 몇 %나 되는가? 의 오차에 가장 크게 기여하는 변수는 무엇일까?
오차의 절댓값의 참값에 대한 비율로 상대오차를 나타낼 수 있다.
반경 r의 계기오차 = (최소눈금 * 0.3) → 1mm*0.3 = 0.3mm = 0.03cm

참고 자료

김상열 외, 일반물리학실험, 아주대학교 출판부, 제 11판(수정증보판), pg. 29~31.