[자연과학] 일반 물리학 실험 - 구심력 측정

1.목적

일정한 각속도로 원 운동하는 물체의 질량 및 궤도 반지름과 구심력 사이의 관계를 알아본다.

2. 기본원리

등속 원 운동하는 물체에 작용하는 힘을 구심력이라 하며 그 방향은 항상 원의 중심을 향한다. 속력 v로 원 운동하는 물체에는 원의 중심으로 향하는 힘 F가 작용한다. 이 힘을 구심력이라 하며 물체의 질량이 M, 원의 반지름이 r이면 여기서 w는 각속도이며 이다. 단위 시간 당 회전수가 n이면 이므로 이다. 이때 시간 당 회전수(n)은 주기(T)와 함께 사용해도 된다. 따라서 이므로 이 되고 을 사용할 수 있다.


3. 실험기구

구심력측정장치(SG-5148) , 디지털 스톱워치,

M
m
H
P
실
사진 출처 : http://www.sgs.co.kr
버니어 켈리퍼스

4.실험방법

먼저 수준기를 실험대 위에 올려놓고, 4개의 조절나사를 이용해 실험대를 수평으로 조절한다

물체 M을 수평 막대 B에 매달되 뒤에 용수철이 늘어날 때 용수철이 거의 수평이 되도록 실의 길이를 조절한다. 또한 질량 M의 수직 연장선과 p의 연장선이 일치하도록 조절한다.

회전축과 질량 M사이를 용수철로 연결하고, 회전축을 서서히 회전시킨다.

회전속도…