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일반물리학실험 - 원운동과 구심력
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일반물리학실험
원운동과 구심력
1.실험방법
실험1.회전반지름 r을 변화시키면서 측정
물체의 질량과 구심력을 일정하게 유지시키고 회전중심 O에서 물체까지의 거리(반경 r)를 변화시키면서 회전 주기 T를 측정한다.
(1)물체의 무게를 잰 후 그림 13.3과 같이 측면 지지대에 매달고 중앙 지지대의 도르래 아래를 거쳐 용수철과 실로 연결한다. 물체가 매달린 실이 측면 지지대의 수직선과 일치할 때 도르래에 연결된 실이 수평이 되는지를 확인한다. 수평이 되지 않으면 측면 지지대에 매달린 실의 길이를 조절한다.
(2)조임장치가 있는 도르래를 회전대 끝에 고정시킨다. 추의 질량을 선택하고 추와 추걸이의 무게를 잰다. 물체의 빈 고리에 실을 연결하고 추와 추걸이를 도르래 위를 걸쳐서 매단다.
(3)회전반지름 r을 선택하여 측면 지지대를 고정시킨다. 매달린 물체가 측면 지지대의 수직선과 일치하도록 중앙 지지대의 용수철 고정선반의 높이를 조절한다. 이때 추걸이에 연결된 실이 수평이 되도록 조임장치가 있는 도르래의 높이를 조정해야한다. 이로써 용수철의 탄성력이 추와 추걸이의 무게와 같아진다.
(4)중앙 지지대의 지시기 선반의 높낮이를 조절하여 오렌지색 지시기 판이 지시기 선반과 일치하도록 조절한다.
(5)추걸이와 조임장치 있는 도르래를 회전대에서 분리한다.
(6)회전대를 회전시키고 오렌지색 지시기 판이 지시기 선반과 일치할 때까지 속도를 증가시킨다. 지시기 판이 지시기 선반과 일치할 때 물체는 수직으로 매달려 있으며, 설정된 반지름으로 회전한다.
(7)이 속도를 유지하면서 10회 회전시간을 초시계로 잰다.
(8)회전반지름(측면지지대의 위치 r)을 일정한 간격으로 증가시키면서 (3)~(7)의 과정을 반복한다.
(9)측정값으로부터 r-의 그래프를 그리고, 최소제곱법으로 기울기를 구한다. 그리고 기울기로부터 구심력을 계산하여 추와 추걸이의 무게와 비교한다.
실험2.구심력의 크기를 변화시키면서 측정
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2013.04.03
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