[일반물리실험]토오크의 평형 실험 보고서

소개

* 일반물리, 대학물리 실험을 수강하는 대학생에게 필요한 실험보고서 입니다.
* 이번 보고서는 첫번째 실험인 [낙하운동과 중력가속도 측정]에 대해 실험전 예비보고서와 실험후 결과를 정리한 결과보고서가 있습니다.
* Y대학교 물리실험수업에서 만점을 맞은 보고서입니다.
* 개별적으로 쓴 보고서이기 때문에 보고서 중복의 염려도 없습니다.
* 실험결과표와 그래프를 모두 스캔해서 컬러그림으로 첨부했습니다.

목차

1. 실험목적
2. 이론
3. 실험기구 및 장치
4. 실험방법
5. 실험결과
6. 결과분석
7. 토의 및 건의사항
8. 참고문헌

본문내용

4. 실험방법

# 용수철 상수 k의 측정:
① 용수철 저울의 맨 윗 부분의 나사를 돌려 영점을 맞춘다.
② 용수철 저울에 추걸이(질량 5g)를 걸고 늘어난 길이를 기록한다. 추걸이의 질량이 정확치 않을 수 있으므로 추걸이를 매단 상태에서 영점조정(기준점)해서 측정해도 무방하다. [주의] 용수철의 탄성이 변형될 우려가 있으므로 무리하게 200g 이상의 추를 매달지 말것.
③ 추걸이에 추의 질량을 대략 20, 40,… 180g으로 증가시키며 저울에 가한 힘에 대한 용수철의 길이변화를 기록한다.
④ 가해진 힘과 용수철의 길이 변화에 대한 그래프를 그려본다. 이 그래프의 기울기가 용수철상수 k 이다.
(1) 두 토오크의 평형
① 먼저 평형막대를 실험대에 붙이고 피봇을 끼워 조심스럽게 수평이 되도록 평형을 잡는다.
② 옆의 그림과 같이 한쪽끝에 추걸이를 매달고 각도계와 용수철저울 측의 실이 이루는 각도를 30에 맞춘다. 이때, 막대가 평형을 유지하도록 용수철 저울을 적당한 위치로 옮겨야 할 것이다.
③ 직각자를 이용하여 중심축으로부터 힘이 작용하는 고정장치의 두 점까지 거리 d1과 d2를 잰다.
④ 추의 질량 M2와 힘 F2의 크기를 기록하고, F2 의 중심축에 대한 토오크를 계산한다. 도르래를 움직이면 F1의 각도를 변화시킬 수 있다. 이 각도를 정확히 재려면 각도계의 중심과 줄이매달린 점이 일치해야 할 것이다.
⑤ 용수철측의 실이 이루는 각도(F1의 각도)를 40,50,60,70,80등으로 변화시키면서 막대가 수평으로 평형을 이루도록하고 이때의 용수철저울의 눈금을 읽어 가면서 데이타를 기록한다.
⑥ 결과데이타의 [표1]에 따라서 토오크를 계산하고 q1과 q2의 상대적인 차이를 구한다. 토오크를 더할때는 시계방향의 토오크의 부호는 + 로, 반시계방향의 토오크의 부호는 - 로 계산한다.

(2) 세 토오크의 평형
① 왼쪽 그림과 같이 먼저 토크 바퀴를 실험대에 붙인 다음, 토크 지시계 끝에 실을 매달고 토크바퀴의 세 구멍에 끼운다.
② 도르래를 적당한 위치에 붙여서 토크지시계와 추걸이를 실로 연결하고 적당한 질량을 매단다.
③ 토크바퀴는 중심으로부터 2mm 간격으로 동심원이 그려져 있어서 작용하는 세 힘 까지의 수직거리를 쉽게 알수있다. 토오크 바퀴의 중심으로부터 토크 지시계까지의 수직거리 d⊥
를 각각 재어 [표2]에 모두 기록하고 τ2= Fdp 를 이용하여 토크를 구한다.
④ 토크바퀴가 평형상태(정지상태) 일때 총 토크의 합은 0 이 되는가?
⑤ 각도와 힘을 바꿔가며 3가지 정도 다른 모양으로 위의 과정을 되풀이하여 실험하고 결과를 정리한다.

참고자료

· 하이탑 고등학교 물리2
· Giancoli "physics" 6th edition
· 네이버 백과사전
· http://100.naver.com/100.php?id=1246
· http://kin.naver.com/open100/entry.php?docid=18624