물리학실험/물리학실험1 - 구심력 (아주대 A+) 결과보고서

소개

아주대학교 물리학실험 1 구심력 결과보고서

목차

1. 이론
2. 측정값
3. 계산 및 결과
4. 질문
5. 토의

본문내용

[1] 이론

질량이 m인 물체가 반경 r의 원주 상에서 속력이 이고 각속도가 일 때, 원운동의 구심력은 다음 식과 같다.
이때, 속력과 각속도의 관계식은 이다.

이 구심력이 용수철에 대해 발생한다면 구심력이 작용하는 상태에서 용수철이 늘어난 길이를 측정하고, 정지상태에서 전 상황에서 늘어난 길이만큼 용수철을 늘어나게 하는 추의 무게를 측정하면 용수철의 복원력을 측정할 수 있다. 이 복원력은 다음 식과 같다. 이때, M은 추의 질량 (추 걸이가 존재한다면 추의 질량 + 추 걸이의 질량)과 같다.

이 실험에서 각속도를 측정하기 위해서는 정지상태에서 용수철이 늘어난 길이를 구하고 물체를 회전시켜 그 길이만큼 늘어났을 때의 각속도를 측정하면 된다.

[2] 측정값
실험 1 (일정한 구심력, 일정, 반경 변화)
물체의 질량: m = 106.6g = 0.1066kg
추의 질량: 20.8g = 0.0208kg 추 걸이의 질량: 5.0g = 0.005kg
M = 0.0208(kg)+0.005(kg)=0.0258kg F = Mg = 0.25284N

<중 략>

[4] 질문
1. 와 중 어느 값을 더 신뢰할 수 있는가?

가 보다 더 신뢰할 수 있는 값이다.
값은 질량인 m만 실험에서 실제로 구한 값이고 는 잘 알려져 있는 값인 9.80을 사용하기 때문이다. 값은 로 구해지는데, 값과 모두 실험에서 구한 값을 사용하게되어 오차가 발생할 수 있는 변수가 많아진다.

2. 반경(r)을 바꿔가면서 측정한 상대오차()는 반경 r과 어떤 관계가 있을까?
는 와 의 값에 따라 변화하는데, 이때 값은 0.25284N으로 일정하다. 따라서 는 의 값에만 변화한다는 것을 알 수 있다. 값은 와 같다. 따라서 는 에 따라 변화한다는 것을 알 수 있다. 은 와 같으므로 은 반경 r 값에 비례한다.
따라서, 상대오차()는 반경 r에 비례하는 관계이다.

3. 측정의 개별 값에 대한 상대오차는 각각 몇 %나 되는가? 의 오차에 가장 크게 기여하는 변수는 무엇일까?

먼저, r에서의 상대오차를 구하려면, r의 계기오차를 알아야 한다. r의 계기오차는 0.0003m의 값을 사용한다.

참고자료

· 없음