구심가속도측정

소개글

물리 및 실험 -구심가속도측정

목차

1. 목 적
2. 이 론
3. 방 법
4.측 정 값
결론 및 검토

본문내용

1. 목 적
물체가 일정한 각속도로 원운동을 할 때 그 구심력을 측정한다.

2. 이 론
등속원운동하는 물체에 작용하는 힘을 구심력이라 하며, 그 방향은 항상 원의 중심을 향하고 있다. 지금 질량 m인 물체가 속도 v로 반경 r인 원주상을 운동하고 있다면 이 물체에 작용하는 구심력은
F=mv^2/r (1) 이다.
또, 각속도를 ω라고 하면 v=rω에서
F=Mrω^2 (2) 으로 된다.
한편, 단위 시간당의 회전수를 n이라 하면 ω=2πn이므로
F=4π^2Mrn^2 (3) 이다.

3. 방 법
① 수준기를 실험대 위에 올려놓고 회전축이 흔들리지 않도록 나사를 잘 조여준다.
②[그림1]과 같이 물체를 수평막대에 매어달되 뒤에 용수철이 늘어날 때 용수철이 거의 수평이 되도록 실의 길이를 조절한다. 또한 질량 M의 수직 연장선과 P의 연장선이 일치하도록 조절한다.
③회전축과 질량M사이를 용수철로 연결하고, 회전축을 서서히 회전시킨다.
④회전축을 회전시킨후 질량M이 B와 이루는 각이 수직이 될 때,즉 M과 P의 연장선이 일치할 때 그때의 단위시간당 회전수를 기록해 둔다.
⑤회전축에서 물체의 질량 중심 까지의 거리를 측정하여 식(3)을 사용하여 구심력을 계산한다.
⑥회전을 정지시킨후에 [그림1]의 점선 부분과 같이 추의 무게를 증가시키면서 질량M의 끝점이 바늘과 일치하게 되면 이때의 추의 질량을 기록해둔다. 이는 용수철이 거리x만큼 늘어났을때의 구심력과 용수철이 가지는 복원력을 비교하기 위해서이다. 이 결과를 위에서 츠정한 값과 비교한다.
⑦수평막대에 걸린 질량M의 위치와 P의 위치를 이동하여 물체를 이동하면서 위의 과정을 반복한다.

참고 자료

없음