[일반물리실험] 구심력 측정 결과보고서 (이론,결과,오차 다수/A+)

목차

1. 실험 목적

2. 실험 개요

3. 실험 이론 및 실험 원리
1) 구심력
2) 실험에서의 구심력과 사용하는 식

4. 실험 기구

5. 실험 방법

6. 실험결과

7. 결과분석

8. 오차논의

본문내용

1. 실험 목적
원운동을 일으키는 힘인 구심력을 이해한다.

2. 실험 개요
용수철의 한쪽 끝은 회전축에 두고 다른 쪽 끝은 실을 매개로 하여 3중추라는 물체를 연결 하여 회전축에 대하여 등속원운동을 시킨다. 이러한 운동에서 3중추의 질량과 회전축으로부 터 3중추까지의 거리, 회전 운동의 주기를 측정함으로써, 3중추의 회전 중에 용수철은 일정 한 길이만큼 늘어난 상태에 있게 되고, 이로 인한 용수철의 복원력은 3중추를 회전의 중심, 즉 원운동의 중심 방향으로 계속해서 잡아당기는 역할을 함을 이해한다. 이러한 원운동의 관찰로부터 용수철의 탄성력이 바로 3중추의 원운동의 구심력으로 이해한다. 용수철의 탄성 력은 힘의 평형을 이용하여 질량추의 무게로 간접 측정하고, 이 용수철의 탄성력의 측정값 을 이론값으로 삼아 앞서 회전 운동의 관측값으로부터 측정한 구심력을 실험값으로 하여 두 값을 비교하고 일치함을 확인한다. 그리고 이 두 값의 일치로부터 회전 운동에서의 구심력 의 정의식이 옳음을 확인하고 구심력의 의미를 이해한다.

3. 실험 이론 및 실험 원리
1. 구심력
원운동을 하는 물체가 있다고 가정할 때 그 물체의 구심가속도와 접선속력, 운동하는 원의 중심으로부터의 거리를 각각 a, v, r이라고 할 때 먼저 구심가속도(a)는 아래의 식과 같이 표현할 수 있다.

<중 략>

5. 실험 방법
1. 회전스탠드의 중심 회전축에 3단 도르래를 꽂고 그 위에 알루미늄 트랙을 얹는다. 그리고 알루미늄 트랙 밑에 있는 조임나사를 조여서 고정시킨다.
2. 알루미늄 트랙이 수평을 이루도록 한다.
3. 잠시 알루미늄 트랙을 제거한 후, 모터를 회전스탠드에 장치하고 고무밴드로 이 모터와 3단 도르래의 하단을 연결하고, 고무밴드가 수평이 되게 3단 도르래의 높이를 조절한다.
4. 트랙을 다시 설치하고, 측면에 ‘추걸이 기둥’을 수직하게 장치한다.
5. ‘중앙 표시 기둥’을 트랙 측면에 장치한다.

참고 자료

남형주, 『일반물리실험(1)』, 북스힐, 87p~105p
복원력 관련 그래프(8.오차논의) https://if-blog.tistory.com/5361 [교육부 공식 블로그]