보다 진자를 이용한 중력 가속도측정

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목차

1. 실험목표
2. 실험 원리
3. 실험 기구 및 장치
4. 실험 방법
5. 실험결과

본문내용

1. 실험목표
보다의 진자를 이용하여 그 지정의 중력가속도 g를 측정한다.

2. 실험 원리
뉴턴의 제2법칙에 따르면 물체의 단위 시간당 속도 변화량, 즉 가속도는 힘에 비례하는 값을 가지게 된다. 하나의 물체에 단 한 가지 종류의 힘만 작용하거나 혹은 복합적으로 상호 작용하여 물체에 힘을 작용하여 속도 변화를 일으키게 된다. 이때 지표면에서 낙하하는 물체의 경우와 같이 중력의 영향 아래에서 생성되는 운동 가속도를 특별히 중력 가속도라 지칭한다. 중력가속도는 지역에 따라 차이가 난다. 하지만 지구가 완전한 구형이 아니기 때문에
적도지방이 좀 더 두껍고 북반구 지방이 좀 더 얇게 생긴 타원이다. 적도지방에서는 지구 중심방향이 극지방보다 약간 더 멀기 때문에 중력가속도가 미치는 영향력이 조금더 약해져서 9.8m/s^2이 조금 안된다고한다.
그림 1 과 같이 수평 고정축 O의 둘레에 대한 강체의 중력에 의한 회전운동의 방정식은, 공기의 저항 등을 무시하면, 여기에서 는 연직선과 고정추 O와 무게중심 G를 잇는 직선 사이의 각이고, 그것이 상당히 작으면(이하) 가 되므로

그러므로 단진동의 주기를 T로 하면, 중력가속도 g는 그런데 I는 지점 O의 둘레의 관성모멘트이므로 그림 2와 같이 철사의 길이 , 구의 반경 인 보다의 진자에서는 진자의 길이 이고, 고체구의 관성모멘트는 이므로

이다. 따라서 주기 T, 철사의 길이 , 구의 반경 만 측정하면 윗 식에서 g를 구할 수가 있다.

참고 자료

없음