물실 예비7(구심력 측정)

1. 실험목적 물체가 용수철에 의해 등속 원운동 할 때에 물체의 질량, 궤도 반지름 및 주기를 측정하여 구심력을 구하고, 용수철의 복원력과의 관계도 알아본다. 2. 실험기구 및 장치 구심력 측정 장치, 추 set, 용수철, I-CA set, DC supply, 용수철 상수 측정 장치 3. 이론 반지름 r인 원 궤도를 따라 등속원운동을 하는 질량 m인 물체가 받는 구심력은 다음과 같다. 여기에서 v는 물체의 속도이고 w는 각속도이며, v=r w로 주어진다. 구심력에 대한 유도는 부록에 자세히 나와 있다. 속도와 주기는 다음 관계를 가지므로,   구심력을 주기의 함수로 나타내면 다음과 같이 된다.    또한 그림 1과 같은 실험 장치를 이용하여 질량이 m인 물체를 원 운동시키면, 용수철의 복원력은 물체m에 구심력으로 작용한다. 용수철의 탄성계수가 k일 때, 힘과 변위 x와의 관계는 다음과 같이 Hooke의 법칙으로 표현된다. 이 구심력의 크기가 일정할 때 (또는 회전하는 물체의 입장에서 보아 물체에 작용하는 원심력과 용수철의 복원력이 같을 때) 물체 m은 반지름이 r인 등속 원운동을 하게 된다. 4. 실험방법 1. 용수철의 탄성 계수(k) 측정 1) 용수철 상수 측정 장치에 있는 쇠막대에 스프링을 끼우고, 추를 올려놓지 않았을 때의 용수철의 길이를 측정한다.(실험에 사용하는 용수철의 종류는 두 가지이고, 각각의 종류에는 탄성계수가 같은 2개의 용수철을 사용한다). 2) 실험에 사용하는 모든 추는 저울을 이용하여 무게를 잴 수 있도록 한다. 3) 먼저, 측정용 추(측정용 지시 침이 부착된 추)를 올려놓고, 최초의 용수철의 변위(x)를 측정한다. 그 다음 추를 100g에서부터 시작하여 100g~200g씩 늘려가며 400g~600g까지 (질량은 100g과 200g 중 선택) 올려놓으면서, 용수철…
3) 먼저, 측정용 추(측정용 지시 침이 부착된 추)를 올려놓고, 최초… ``용수철 상수 측정 장치``