대학물리 실험 보고서 - 구심력
1.실험 목적
물체가 일정한 각속도로 원운동할 때 그 물체에 작용하는 구심력을 측정한다.
원운동을 일으키는 구심력에 대해 이해한다.
회전축의 회전막대의 원 운동은 회전중심을 항한 가속도운동임을 이해한다.
구심력의 크기를 결정하는 회전물체의 질량, 각속도, 회전반지름, 회전주기의 관계를 이해한다.
2.실험 이론
먼저 구심력에 대해 알아보면 구심력; 등속 원운동에서 운동의 중심 방향으로 작용하여 물체의 방향을 바꾸는 힘. 선속도에 수직으로 작용, 물체의 속도의 방향만을 변화, 속도의 크기는 변화시키지 않는다. 이며 이를 바탕으로 실험의 이론을 살펴보면 물체가 일정한 각속도로 원운동할 때 그 물체에 작용하는 구심력을 측정한다. 물체가 원주 상을 일정한 속력으로 운동할 때에는 물체의 운동을 그 원주 상에 구속하는 힘이 필요하다. 이것을 그 물체에 작용하는 구심력이라 하며, 원의 반지름 r에 대하여 F=Mv^2/r 의 관계가 있다.
선속력 v와 각속력 w의 관계는 v=rw이므로, 구심력 F를 각속력 w로 나타내면 F=Mrw^2이 된다. 또 w 대신에 진동수 f를 쓰면 w=2f이므로, 구심력 F=4^2Mrf^2으로 된다. 또한 여기서 일 회전에 걸리는 시간(주기, T)을 이용하면, 진동수 f=1/T이므로 F=4^2Mr(1/T^2)이다.
3.기구 및 장치
구심력 장치 포토게이트 타이머
전원장치 저울 수준기
4.실험방법
실험1.(M, mg : 일정, r : 변화)
(1)중심체에 모터를 설치하고 밴드로 모터와 중심체를 연결한다.
(2)중심체를 수준기를 이용하여 수평을 맞추고 회전 막대를 설치한다.
(3)회전 막대 중심에 중심대를 설치하고 r = 0.17m 인 위치에 보조대를 설치한다.
(4)3중 고리 추의 질량(M)을 측정하여 기록한다.
.... |
2015.01.27
6페이지
