아주대학교 물리학실험1 3. 구심력 결과보고서

목차

1. 목적
2. 실험 결과
3. 질문에 대한 검토
4. 결과 밑 토의
5. 고찰
6. 참고문헌

본문내용

목적
원운동하는 물체에 작용하는 구심력을 (구심력) = (질량) x (구심가속도)의 식을 사용하여 측정하고 직접 측정한 등가의 힘과 비교하여 구심력과 구심가속도의 표현식이 정당한지 검토한다

결과 및 토의
이번 실험에서 우리는 구심력을 측정하기 위해 구심력 측정장치를 이용하여 구심력과 구심가속도의 표현식이 정당한지 검토해보는 과정을 가졌다. 첫 번째 실험인 구심력과 물체의 질량을 일정하게 만들고 반경을 변화시키면서 각속도를 측정해 질량을 이용해 측정한 구심력과 비교하고 오차가 어느 정도인지를 확인하는 과정을 가졌다. 위에 실험결과를 확인해보면 구심력이 일정하므로 식의 영향으로 인해 반경값과 각속도의 제곱 값이 반비례 관계라는 것을 확인해볼 수 있고 실제 실험에서 나온 측정값들을 확인해보면 반경이 증가할수록 각속도가 감소하는 것을 확인할 수 있다. 이번 실험에서 나온 오차를 확인해보면 우리는 반경이 증가할수록 질량을 이용해 구한 구심력()에 가까워지는 것을 확인해볼 수 있다. 또한 각속도를 5회 측정할 때 생긴 우연 오차값이 구심력 값에 영향을 주면서 상대적으로 오차가 더 큰 구심력 값을 확인할 수 있었다.
두 번째 실험에선 반경과 물체의 질량을 일정하게 유지하고 추의 질량을 바꿔가면서 구심력의 변화에 따른 값을 측정해보았다. 특이하게도 실험 1과 비슷하게 질량으로 측정한 구심력 값이 표현식으로 구한 구심력보다 작다는 것을 확인할 수 있고 구심력 값을 증가시킬수록 오차값이 더 크게 측정되는 것을 확인해 볼 수 있었다. 필자는 이번 실험을 통해 몇 가지 의문을 가지게 되었다. “실험 1에서 반경을 변화시킬 때 왜 반경이 증가할수록 상대오차가 감소할까? 실험 2에서 왜 추의 질량을 증가시켜 구심력을 증가시키면 상대오차가 증가할까?

참고 자료

물리학실험 제12판/아주대학교 출판부/2018.05/p.29~p.34
대학물리학 I 제 9판 Raymond A. Serway, John W. Jewett/ p.73~p.76