물리실험 - 중력가속도 측정실험
1. 목적
Borda진자를 사용하여 그 지점의 중력가속도를 측정한다.
2. 이론
그럼 Ⅲ-7과 같은 강체진자에서 O는 수평회전축, G는 중심이며 선분 OG = h 이다. 선분 OG가 연직선과 만드는 각을 라 하면 이 강체진자의 운동방정식은
(1)
이다. 여기서 I는 지점 O에 관한 관성 모멘트이고 m은 강체 진자의 질량이다. 가 작을 때에는 이므로
따라서 이 단진동의 주기 T는
이다.
강체진자의 일종인 Borda 진자는 그림 Ⅲ-8과 같은 구조를 가졌으며 철사의 길이가 ｌ, 구의 반지름이 r이면 h=ｌ+r 이고 관성 모멘트 I는
이다. 그러므로 구하려는 g는
(2)
이다. 따라서 주기 T, 철사의 길이 ｌ, 구의 반지름 r만 측정하면 식 (2)에서 g를 구할 수가 있다.
3. 방법
a) 단단한 기둥에 고정시킨 지지대 A위에 U자형 평면대 L을 올려 놓고 수준기를 써서 나사 을 조절하여 L이 수평이 되도록 한 다음 쐐기 꼴의 날 부분의 나사 A를 돌려서 길이 1m 가량의 철사를 고정시킨다. 철사의 다른 끝에 추 M을 나사 H로 고정시킨 다음 쐐기 꼴 날 E를 L에 올려 놓고 10번 정도로 진동시켜 주기 T를 구해둔다.
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2013.12.26
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