[물리학]물리실험 - 구심력 측정실험

소개

물리학 실험인 구심력 측정실험에 관한
레포트 입니다. 레포트 작성시 참고하셔서
좋은결과 있으시길 바랍니다.

목차

1. 실험DATA
A. 탄성계수 측정
B. 스프링이 최대로 수축 할 수 있는 위치
C. 구심력 측정

2. 실험값 계산
(1) 표의 분석
(2) 여러 가지 변수에 따르는 구심력의 변화

3. 분석 및 토의
(1) 오차의 원인
(2) 각 경우에 따른 그래프의 분석과 그 오류
(3) 오차의 원인과 그 개선 방향

본문내용

1. 실험DATA
A. 탄성계수 측정
- 탄성 계수란 후크의 법칙 F=kx에서 상수 k를 뜻한다. 이 상수는 용수철의 고유한 특성인데 이 상수를 측정하기 위해서는 k를 제외한 나머지 조건을 알아내면 가능하다. 이 실험에서
일때 용수철이 평형을 이루므로
추의 질량을 이용해서 힘 F를 구하고(F=mg=0.1503*9.8=1.4729) 용수철이 움직인 변위 x(0.069m-0.065m=0.004m)를 이용해서 k를 구한다. k=F/x이므로 k=368.235N/m이다. k의 의미를 살펴 보자면 이 용수철이 1m 줄어들거나 늘어나기 위해서는 368.235N의 힘이 필요하다는 의미이다.
B. 스프링이 최대로 수축 할 수 있는 위치
C. 구심력 측정
2. 실험값 계산
(1) 표의 분석
① 반경의 의미
- 실험 과정에서 ‘반경’의 의미는 용수철이 줄어든 길이 즉 추의 처음 위치와 나중 위치의 차이를 나타내는데, 잘못 이해하여 추가 회전하고 있을 때 원점에서의 거리로 측정하였다. 하지만 질량 A와 질량B의 경우 초기 위치만 알면 원점에서의 거리로부터 쉽게 반경을 알아 낼 수 있기 때문에 크게 문제 될 것은 없다고 생각한다.
② 반경이 일 때의 이론적인 구심력 값
- 그렇다면 추가 원점으로부터 r만큼 떨어진 위치에서 회전하고 있을 때 이론적인 구심력 값은 어떻게 구할 수 있겠는가. 본래는 구심력을 구하는 공식인 등을 이용하여 구해야 한다. 하지만 이번 실험에서 이나 등은 모두 실험 과정에서 관측 된 값이기 때문에 정확한 이론값이라고 할 수 없다. 따라서 다른 방법을 구해야 하는데 후크의 법칙을 이용한다면 이론 적인 값을 구할 수 있다. 실험에서 추가 원운동을 하면 고정시켜주는 물체가 없어서 구심력을 받지 못하기 때문에 바깥쪽으로 밀리게 된다. 이렇게 되면 용수철이 추에 의해 압축되고() 후크의 법칙에 따라 힘을 구할 수 있다. 여기서 구한 힘을 반경이 일 때의 이론적인 구심력 이라고 할 수 있다.
③ 주기 T
- 물체가 한 cycle의 운동을 마치고 다음 cycle로 넘어갈 때까지의 시간은 그 물체가 운동하는 주기라고 한다. 이 실험에서는 쇠막대가 한바퀴 회전하는 시간을 주기 T라고 할 수 있다. 이 값은 실험에서 포토게이트를 이용하여 측정하였기 때문에 비교적 정확한 값이라고 할 수 있다.
④ 각속도
- 각속도 의 단위를 잘 살펴보면 rad/sec임을 알 수 있다. 즉, 물체가 한바퀴 회전하는 각()을 한 주기(Tsec)로 나눠서 단위 시간 동안에 몇 rad(혹은 도)나 회전하는 지를 나타내는 것이 각속도 인 것이다.

참고자료

· 없음