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[물리학 실험] 작은 벨로드롬 - 구심력 측정
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물리학 및 실험
작은 벨로드롬
- 구심력 -
[요약]
우리는 줄의 한 끝에 물체를 묶고 그것을 돌리면 밖으로 나가려는 힘을 느낄 수가 있다. 이는 회전운동에서 계속 가던 방향으로 가려는 관성 때문에 생기는 원심력이다. 그러나 우리가 그 끈을 잡고 있는 한 그것은 날아가지 않지만 우리가 놓는 순간 멀리 날아가 버린다. 이것은 잡고 있는 힘이 구심력 역할을 하여 안으로 잡아당기기 때문에 회전운동이 유지되고 있다가 놓는 순간 구심력이 없어져서 날아가 버리는 것이다. 돌리고 있는 상황에서도 빨리 돌리느냐 아니면 천천히 돌리느냐에 따라 잡고 있을 때 드는 힘도 다르다. 또한, 돌리는 물체의 질량이 무거운가 가벼운가에 따라서도 드는 힘이 다르다. 그리고 그 줄의 길이에 따라서도 드는 힘이 다르다.
이 실험에서는 회전하는 물체의 질량, 속도 등과 구심력과의 관계에 대해 알아보았다. 구심력 실험 장치에 질량을 알고 있는 추와 미리 용수철 상수를 측정해 놓은 용수철을 회전봉에 끼우고 회전봉을 회전시켜 추가 측정하려는 거리에 왔을 때 빛살문 검출기를 pend 방식으로 놓고 작동시켜 추가 한바퀴 회전하는데 걸리는 시간, 즉, 주기를 측정한다. 2종류의 추를 5가지 거리마다 측정하여 각 실험마다의 평균을 구한다. 그리고 구심력과 탄성력을 비교하여 그 오차의 원인을 알아보고 질량이 다른 두 추의 비례식을 통해 구심력 측정이 가능한지 알아보고 만약 오차가 생긴다면 그 원인이 무엇인지 밝힌다. 마지막으로 질량을 모르는 추를 설치하고 실험한다. 질량을 아는 추로 실험한 결과를 바탕으로 질량을 모르는 추의 질량을 추정해 봤다. 이 때도 위의 두 가지 방법을 모두 사용하여 구하고 비교하였다.
1. 실험의 목적
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2013.12.26
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