구심력측정 결과보고서

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목차

l 실험 제목
l 실험 목적
l 이론 요약
l 실험장치 및 기구

본문내용

⑵구심력
등속 원운동하는 물체는 그 속력이 일정하여도 원운동의 중심을 향하는 가속도가 필요하므로 이 가속도를 생기게 하는 중심 방향의 힘이 물체에 작용하지 않으면 안된다. 이 힘은 가속도와 같이 항상 원의 중심을 향하므로 구심력(Centripetal Force)이라고 한다. 물체가 원운동을 계속하려면 구심력이 작용해야 하고 이 구심력은 물체의 운동방향에 직각으로 작용하므로 속도의 방향만을 바꾸어 줄 뿐 속도의 크기는 변화시키지 못한다.
구심력의 방향은 가속도의 방향, 즉 원의 중심 방향이고 반지름 r 인 원궤도를 도는 질량 m 인 물체에 작용하는 구심력 F는 뉴텬의 운동 제2법칙에 의해 다음과 같다.

F = ma = mv2/r

◦ 일정한 크기의 힘이 항상 운동 방향에 수직한 방향으로 작용하면 이 힘이 구심력이 되어 물체는 등속 원운동을 한다.
◦ 구심력의 방향은 항상 변하므로 크기는 일정해도 힘은 일정한 것이 아니다.
◦ 구심력의 역할을 하는 힘
▸실의 장력: 실에 매단 돌이 원 운동할 때는 실의 장력이 구심력이 된다.
▸중 력: 자전거 등을 타고 커브를 돌 때 바깥쪽 레일이 높게 되어 중력의 수평 방력
F가 구심력이 되어 원활하게 원운동하게 된다.
F = mgtanθ = mv2/r = mrw2
▸마 찰 력: 회전하는 원판 위의 물체나 수평면에서 자동차가 원 운동할 때 지면과 타이어 사이의 마찰력이 구심력의 역할을 한다.
▸만유인력: 지구나 그 밖의 행성이 태양 주위를 공전할 때 또는 인공위성이 지구 주위를 돌 때 만유인력이 구심력의 역할을 한다.
▸정전기력: 원자핵 주위를 도는 전자의 운동은 전기력이 구심력의 역할을 한다.
▸전자기력: 자기장 속에 수직으로 입사된 대전 입자에 작용하는 자기력이 구심력의 역할 을 한다.

참고 자료

http://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%9B%90%EC%8B%AC%EB%A0%A5