[서울대 강좌1등] 작은 벨로드롬

소개글

벨로드롬 실험으로 원심력과 구심력을 용수철을 통해 알아보는 실험입니다.
원판을 돌리며 용수철이 늘어난 만큼으로 힘의 세기를 재는 실험인데, 논의할 사항이 그리 많지 않아 보이는 이 실험을 마찰력을 도입하여 정량적으로 분석하였고, 이 부분을 높이 사서 18점 만점에 +a로 추가 점수를 받아 19점을 받았습니다.

목차

1. 실험목적
2. 배경이론
3. 실험결과
4. 결과논의
5. 결론
6. 참고문헌

본문내용

구심력은 물체를 원운동 하게 하는 힘으로써 곡률반지름의 중심을 향한다. 크기는 mrw^2으로 나타낼 수 있다. 물체가 원운동을 하고 있다고 가정하자. 그럼 이 물체는 무엇 때문에 원운동을 하고 있는 것일까? 바로 구심력 때문이다. 구심력에 의해서 물체의 방향이 계속 바뀌게 되는 것이고 경로가 원으로 나타나게 되는 것이다.
원심력은 원운동하는 계 내에서 정의되는 힘이다. 계 밖에서 정의되는 구심력과는 다르다. 이것은 계 내에서 정의되기 때문에 그 안의 상황을 살펴보아야 한다. 원운동하는 계 내에서 물체는 바깥쪽으로 힘을 받게 되는 것을 느낄 수 있다. 이 힘이 바로 원심력인 것이다. 이 힘의 크기는 구심력과 같은 크기인 mrw^2이다.
구심력과 원심력의 관계는 작용-반작용의 관계도, 힘의 평형 관계도 아니다. 다만 원심력은 관성계 안에서 물체의 운동을 설명하기 위해 정의되는 힘일 뿐이다.
-반지름의 변화에 따른 구심력의 크기 변화
각각의 실험에서 반지름을 변인으로 두었다. 각각 5개씩의 반지름으로 실험을 했다. 여기서 용수철 탄성력인 kx가 구심력의 역할을 해주고 있는 것이다. 그러므로 식으로 나타내면 kx=mrw^2=mr(4pi^2/T^2)이다.

참고 자료

- Halliday, Resnick, Walker. Fundamentals of physics 7ed. WIELY 2005 Pb. p100~140