일반물리학실험 - 원심력측정 (Centrifugal Force Mesurement) 실험보고서 (일반 물리 실험 A+ 보고서)

소개글

카이스트 일반물리학 실험시간에 A+ 받은 보고서입니다. 다섯번째 실험으로, 원심력을 측정하는 실험입니다.

목차

1. 실험 목적 및 이론
2. 실험방법(매뉴얼참조)
3. 실험결과 및 분석
4. 실험 해석 및 결론

본문내용

I. 실험목적 및 이론
가속도 운동은 속도의 크기가 바뀌는 운동으로 설명할 수도 있지만, 물체가 등속도로 반지름이 일정한 원 궤도를 그리며 움직일 때에도 해당된다. 즉, 속도의 방향이 계속해서 바뀌기 때문에 힘을 받는 가속도 운동이 될 수 있다. 이 실험에서는 물체가 용수철에 의해 등속 원운동 할 때에 물체의 질량, 궤도 반지름 및 주기를 측정하여 원심력을 구하고, 용수철의 복원력과의 관계도 알아본다.
중략..
II. 결과정리 및 오차분석
우리는 이번 실험에서 용수철을 이용하여 원심력을 측정하는 실험을 하였다. 용수철에 연결 된 추가 회전하면서 바깥쪽으로 원심력을 받아 용수철을 압축시켰다. 우리는 이 용수철이 압축된 길이와 미리 구해둔 용수철 상수를 이용하여 탄성력을 계산하고, 이 값이 원심력의 크기와 같다는 가정을 확인하였다. 원심력의 크기는 각속도를 측정함으로써 계산할 수도 있었는데, 이렇게 계산한 값과 탄성력의 값을 비교할 수 있었다.
회전 시 용수철이 줄어든 길이를 이용하여 구한 탄성력과, 33ms 동안 이동한 각을 측정하여 구한 원심력의 크기가 같아야 하지만 위 표에 나타난 것과 같이 전압이 높아질수록 탄성력/원심력 비의 값이 1이 되지 않는다. 특히, 회전속도가 빨라질수록 탄성력의 크기가 커지는 것을 확인할 수 있는데, 이는 화면을 통해 실험을 분석하였기 때문으로 볼 수 있다. 즉, (1) 원심력 측정에서는 각속도의 크기를 여러 다른 프레임으로 계산한 것을 평균 하여 결정해야 하지만 두 프레임만으로 결정했기 때문에 오차가 발생했을 수 있으며, (2) 탄성력 측정에서는 용수철 길이 측정에 있어서 3cm 기준에 대한 비율로 길이 값을 찾아내기 때문에 오차가 발생했을 가능성이 있다.

참고 자료

없음