진자의 구심력 실험 보고서

목차

1. 실험 목적 및 이론
2. 실험 방법 및 순서
3. 실험 결과
4. 질문과 답
5. 고찰

본문내용

1. 실험 목적 및 이론
목적
-진자의 운동을 이해한다.
-구심력의 의미를 이해한다.

이론
구심력(Fc)은 질량 m인 물체가 원 궤도를 따라 움직이게 하는 힘이며, 질량(m), 회전 반지름(r)과 접선속도(vt)로 표현된다. 진자 추는 호를 그리며 움직이며 호의 중심방향으로 구심력이 작용한다. 진자의 경우, 줄에 의해 유발된 추의 장력이 구심력이 된다.
진자 추가 평형위치에서 정지해 있는 경우, 알짜힘은 ‘0’이 된다. 진자 추가 운동을 하는 경우, 진자 진동 하단의 알짜힘은 중력에 의한 힘과 줄의 장력의 조합으로 다음과 같이 나타낼 수 있다. 위 식에서 T는 줄의 장력, m은 진자 추의 질량, g는 중력으로 인한 가속도이며, 는 구심력이다. 실험에서는 추가 평형위치에 정지해 있을 때, 힘 센서의 영점(Tare)버튼을 눌러 힘이 ‘0’이 되도록 한다. 그리고 추를 진자 운동시키면 추가 진동의 가장 낮은 점을 빠져나갈 때 힘 센서로 측정되는 힘이 바로 구심력이 된다. 즉, 구심력을 실험적으로 직접 측정할 수 있게 된다. 구심력은 추가 가장 낮은 점을 지나갈 때의 속도 v를 이용하여 구할 수도 있다. 이 때 r은 진자의 길이와 같고 원 궤도의 반지름이다.

2. 실험 방법 및 순서
실험 기구
힘 센서, 포토게이트, 진자추, 지지막대, 캘리퍼스, 클램프, 스탠드, 줄

실험 방법
1. Pasco 550 universal interface를 컴퓨터에 연결하고, Pasco 550 universal interface과 컴퓨터를 켜라.

Part 1. Pasco Capstone 설정
2. 바탕화면에서 Pasco Capstone을 실행하라.

참고 자료

없음