[자연과학] 일반물리학 실험 - 구심력 측정

구심력 측정

1. 목적
물체가 일정한 각속도로 원운동을 할 때 그 구심력을 측정한다.

2. 기구
구심력장치 SG-5148, 디지털 스톱워치 SG-5109, 버니어 캘리퍼 SG-5102

3. 이론
물체가 원주 상을 일정한 속력으로 운동하는 데는 물체의 운동을 그 원주 상에 구속하는 힘의 필요하다. 이것을 그 물체에 작용하는 구심력이라 하며, 항상 원의 중심을 향하고, 이 힘 의 값은 물체의 질량 , 속력 , 원의 반지름 에 대하여

(1)

의 관계가 있다.
대신에 각속도 를 쓰면 이므로

(2)

으로도 된다. 또 대신에 단위 시간당의 회전수 을 쓰면 이므로

(3)

으로 된다.

4. 방법
a) 수준기를 실험대 위에 올려놓고, 4개의 조절나사를 이용해 실험대를 수평으로 조절한다.
b) 물체 을 수평막대 에 매어 달되, 뒤의 용수철이 늘어날 때 용수철이 거의 수평이 되도록 실의 길이를 조절한다. 또한 물체 의 수직 연장선과 의 연장선이 일치하도록 조절한다.
c) 회전축과 물체 사이를 용수철로 연결하고, 회전축을 서서히 회전시킨다.
d) 회전…(생략)