구심력측정

소개

구심력 측정에 관한 물리레포트

목차

1. 실험제목
2. 실험목적
3. 실험이론
4. 실험방법
5. 실험결과
6. 분석 및 토론

본문내용

1. 실험제목 : 구심력 측정
물체가 등속 원운동을 유지하기 위하여 받는 힘. 등속 원 운동하는 물체는 속력이 일정 하여도 원 운동의 중심을 향하는 가속도가 필요하므로 그 가속도를 생기게 하는 힘이 물 체에 작용하여야 한다. 이때 물체에 가해주는 힘을 구심력이라 한다.

2. 실험목적

원운동하는 물체의 질량 및 궤도반지름과 구심력사이의 관계를 안다.

3. 실험이론

반지름 인 원궤도를 따라 등속 원운동하는 질량 인 물체가 받는 구심력은 다음과 같다.


여기에서 는 물체의 속도이고 는 각속도이다(). 속도와 주기 사이에는 다음과 같은 관계가 있다.

따라서 구심력을 주기의 함수로 나타내면 다음과 같다.



4. 실험방법

1)원궤도의 반지름이 달라질 때 (구심력 일정, 매단 물체(M)의 질량 일정)

(1) 물체()의 질량을 재어 표에 기록한다.
(2) 물체를 세로 기둥에 매달고, 한쪽고리는 중심기둥의 용수철에, 반대쪽 고리는 회전대의 끝에 있는 도르래를 통해 질량이 정해진 추()에 매단다
(3) 세로기둥의 위치를 고정시키고, 물체를 매단 실이 세로기둥에 그어진 수직선과 일치하도록 중심기둥의 용수철 나사를 조정한다.
(4) 중심기둥의 지시자의 위치를 조정하여 오렌지색 표시와 일치시킨다.
(5) 추와 추걸이 그리고 도르래를 제거한다.★
(6) 회전대를 돌려 오렌지색 표시가 지시자와 일치할 때까지 속도를 올린다.
(7) 물체의 위치가 추를 걸었을 때와 같으므로 추의 무게()가 구심력과 같다. 추의 질량에 중력가속도를 곱해서 구심력을 계산한다.
(8) 속도를 일정하게 유지 시키면서 10회 회전시간을 재어, 주기의 제곱을 구해 기록한다.
(9) 세로기둥의 위치를 바꾸어 회전 반지름을 변화시킨 다음 위의 실험을 되풀이 한다.
회전 반지름을 총 5번 바꾼다.
(10) 주기의 제곱에 대한 반지름의 그래프를 그린다.
(11) 그래프의 기울기를 구해 이로부터 구심력을 구한다.
(12) 두 가지로 구한 구심력에 대한 백분율 차를 셈한다.

2)구심력이 변할 때 (반지름과 물체의 질량이 일정할 때)

참고자료

· 없음