[물리학실험 레포트 보고서] 등속원운동예비

1. 이 실험의 목적은 무엇인가 등속 원운동하는 물체에 작용하는 구심력을 측정한다. 2. 측정치의 계산에 사용되는 관계식들을 기본 이론에서 찾아 각각의 물리적 의미를 설명하시오. ○ 등속 원운동 입자가 일정한 속력으로 원주 상을 운동하는 것을 등속 원운동이라고 한다. 이 경우에는 속도 벡터의 방향은 연속적으로 변화하나 그 크기는 변화하지 않는다. 여기서 등속 원운동의 가속도를 구해 보자. 그림 4-5a는 등속 원운동을 나타낸 것이다. 시각 t에서의 입자의 위치를 P라 하고, 시각 t+t에서의 위치를 P`이라고 하자. P에서의 속도는 P에서의 속도는 P에서 곡선에 접선 벡터인 v가 되고, P`에서의 속도는 P`에서 곡선에 접선 벡터인 v`이 된다. v벡터와 v`의 크기는 같다. 속력이 같기 때문이다. 그러나 그들이 가지는 방향은 서로 다르다. t동안 건너간 운동 경로의 길이는 호의 길이 PP`이므로 vt와 같다. v는 일정한 속력인 것이다. 그림 4-5 b에서와 같이, 공통점이 원점이 되도록 이제 벡터 v와 벡터 v`을 다시 그려보자. 각 벡터의 크기와 방향이 그림 4-5a에 있는 것과 같은 한, 이 작업을 임의로 할 수 있기 때문이다. 이 그림(그림 4-5b)에서는 입자가 P에서 P`으로 운동할 때의 속도의 변화를 분명하게 알 수 있다. 이 변화, v`-v=v는 v`를 얻기 위해서 v에 더해 주어야 할 벡터이다. 이 벡터가 안쪽으로, 즉 근사적으로 원의 중심 쪽으로 방향을 잡고 있다는 것을 유의하여야 한다. 이제 OQQ`이라는 삼각형이 v, v` 및 v로 형성되는데, 이 삼각형은 현 PP`과 반지름 CP와 CP`으로 형성하는 삼각형 CPP`(그림 4-5c)과 닮은꼴이 된다. 두 삼각형 모두가 같은 꼭지각을 가진 2등변 삼각형이기 때문인 것이다. 즉, v와 v`의 사이의 각 가 v는 CP에 직각이고, v`는 CP`에 직각이기 때문에 각 PCP`과 같은 것이다. 그러므로 = (근사적임) 라고 할 수 있는데, 여기서 현 …
라…