일반물리실험-구심력 측정

소개글

일반물리실험-구심력 측정

목차

1. 실험 목적
2. 실험 원리
3. 기구 및 장치
4. 실험 방법
5. 참고자료

본문내용

1. 실험 목적
원 운동하는 물체(회전체)에 작용하는 힘(구심력)을 측정하고 구심력이 회전속도 및 회전 반경과 어떤 관계가 있는지를 실험으로 알아내어 원운동에서 유도되는 관계와 비교 하고, 차이가 있을 경우 그 원인을 검토한다.


2. 실험 원리
일정한 원운동을 유지하기 위해 필요한 수직 방향의 힘을 구심력으로 정의한다.
뉴턴의 운동법칙으로부터 이 힘의 크기는 질량과 구심가속도와의 곱과 같게 된다.
따라서
여기서 m은 속도v로 반경r의 원형 경로를 움직이는 물체의 질량이다. ,m, v, r 등의 양에 대한 단위는 계에서 선택된 단위와 일관성을 유지해야 한다.
에를 들면 /r의 SI단위는
단위시간당 회전수 및 각 속력을 각각 f및 라 하면 이들은 다음과 같은 관계를 갖는다.

구심력 식을 검토해 보면 구심력 는 움직이는 물체의 속도 제곱에 정비례한다. 이는 원래 갑의 두 배로 선형속력을 증가시키려면 원래 힘의 네 배가 요구된다는 의미이다. 이와 유사한 추론으로 질량을 두 배로 하거나 반경을 절반으로 하면 원래의 구심력의 두 배가 필요하게 된다. 구심력 은 속력 대신에 f 또는 로 표현할 수 있다.

( f : 회전수, T : 주기, : 각속도 )


3. 기구 및 장치
가변 속도 구동 장치 및 회전 계수기, 구심력 측정 장치, 추 및 추걸이, 받침대

4. 실험 방법
① 구심력 측정 장치를 <그림8-1>과 같이 회전 장치에 부착시키고 나사 S를 조여 회전 시 구심력 측정 장치가 이탈하지 않도록 한다.

② 회전 속력 조절 손잡이 H를 조절하여 회전하는 구심력 측정 장치의 지시바늘 P가 겨우 Q의 돌출부를 가리킬 때까지 회전속도를 증가시킨다.

참고 자료

① 서명 : 일반물리학실험/ 출판사 : 전남대학교 출판부 / 인용페이지 : p.80~83