[자연과학] 일반물리실험보고서 - 등속원운동과 구심력 측정

일반물리실험 결과보고서
실험 제목 구심력 측정

1. 실험 목적

일정한 원 궤도를 따라 일정한 속도로 회전하는 물체의 용수철 상수와 구심력을 측정하고 이론치와 비교한다.

2. 이론 요약

등속 원운동은 물체가 반경이 일정한 원주() 위를 이정한 속력 (각속도)으로 움직이는 운동이다. 등속 원운동을 하는 물체의 속력은 일정하지만 방향은 항상 원 둘레의 접선 방향으로, 물체의 위치에 따라 운동 방향이 연속적으로 변한다. 따라서 등속 원운동은 속력이 일정하고 방향이 바뀌는 가속도 운동의 일종이다.
질량이 인 물체를 길이가 인 실에 매달아 등속원운동을 시키고, 수평면 위에서 이 운동을 관찰한다고 가정해보자. 이 때 등속 원운동에 작용하는 힘은 실의 장력으로 그 방향은 항상 원의 중심을 향하고 있으며 이를 구심력(centripetal force)이라 한다.
구심력을 구하기 위해서는 우선 구심 가속도를 구해야 하며, 구심 가속도는 다음과 같은 두가지 방법으로 구할 수 있다.
1.해석학적 방법
위와 같이 원운동을 관찰하는 관찰자를 축 방향에서 관찰하는 축 방향 관찰자와 축 방향에서 …(생략)

이다.

4. 측정 및 분석