자연과학 다운로드 일반물리실험보고서 - 구심력 측정 Down

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[자연과학]일반물리실험보고서 - 구심력 측정

`구심력 측정`

실험목적
원 운동하는 물체의 질량, 궤도반지름, 주기와 구심력 사이의 관례를 알아본다.

이론
원 운동하는 물체에서 원의 중심방향으로 작용하는 일정한 크기의 힘이 구심력이고 그 힘은 물체의 운동방향에 수직으로 작용한다.
반지름 r인 원 궤도를 따라 등속원운동을 하는 질량 m인 물체가 받는 구심력 이고, 물체의 속도와 질량이 크고 궤도 반지름이 작을수록 원 운동에 필요한 구심력의 크기는 커집니다.
여기에서 는 물체의 속도이고 는 각속도이며, 로 주어지고 속도와 주기의 관계에 따라 이 됩니다.
그래서 구심력을 주기의 함수로 나타내면 가 됩니다.

실험장치 및 기구
1.구심력 측정 장치
2.회전 대
3.Data Studio
4.추와 실 걸이, 실

실험방법
A.회전 질량을 고정할 시
1.구심력 측정 장치를 설치하고 data Studio를 초기 상태로 놓는다.
2.양 사각블록+추(100g)를 회전 대 위에 고정시키고 도르래와 연결된 ...<구심력 측정>

●실험목적
원 운동하는 물체의 질량, 궤도반지름, 주기와 구심력 사이의 관례를 알아본다.

●이론
원 운동하는 물체에서 원의 중심방향으로 작용하는 일정한 크기의 힘이 구심력이고 그 힘은 물체의 운동방향에 수직으로 작용한다.
반지름 r인 원 궤도를 따라 등속원운동을 하는 질량 m인 물체가 받는 구심력 이고, 물체의 속도와 질량이 크고 궤도 반지름이 작을수록 원 운동에 필요한 구심력의 크기는 커집니다.
여기에서 는 물체의 속도이고 는 각속도이며, 로 주어지고 속도와 주기의 관계에 따라 이 됩니다.
그래서 구심력을 주기의 함수로 나타내면 가 됩니다.

●실험장치 및 기구
1.구심력 측정 장치
2.회전 대
3.Data Studio
4.추와 실 걸이, 실

●실험방법
A.회전 질량을 고정할 시
1.구심력 측정 장치를 설치하고 data Studio를 초기 상태로 놓는다.
2.양 사각블록+추(100g)를 회전 대 위에 고정시키고 도르래와 연결된 사각블록+추를 수직이 되게 조정한다.
3.양 사각블록+추를 중앙 스탠드에서 거리 8, 11, 14, 17, 20Cm 간격으로 평형을 이루게 한다.(도르래와 연결된 사각블록+추는 수직을 이루어야 한다.)
4.시작버튼(tare)을 누르고 회전 대를 돌려 어느 정도 일정한 속력이 되면 data Studio를 실행시켜 힘F와 각속도 의 관계를 그래프를 확인한다.
5.결과 그래프를 엑셀을 이용하여 구현한다.

B회전 반지름 r을 고정할 시
1.구심력 측정 장치를 설치하고 data Studio를 초기 상태로 놓는다.
2.양 사각블록+추의 거리를 15Cm로 고정시키고 도르래와 연결된 사각 블록+추를 수직이 되게 조정한다.
3.추의 질량을 30, 60, 90, 120, 150으로 양쪽을 평형을 이루게 한다.
4.시작버튼(tare)을 누르고 회전 대를 돌려 어느 정도 일정한 속력이 되면 data Studio를 실행시켜 힘F와 각속도 의 관계를 그래프를 확인한다.
5.결과 그래프를 엑셀을 이용하여 구현한다.

●실험결과
< 구심력 측정 >
* 사각블록 질량
* 추의 질량
A. 회전 질량을 고정할 시
질량은 (사각블록 + 추의 질량) 이므로 총 질량 =


사각블록 질량
추의 질량
?
100 g


거리
8
11
14
17
20
그래프
그래프 r1
그래프 r2
그래프 r3
그래프 r4
그래프 r5

Data studio를 이용하여 측정한 그래프를 포함시키시오. (각각의 data를 엑셀로 옮겨서 이론값과 결과 값을 비교하는 그래프를 그리시오. x축: 속도 y축: 힘


B. 회전 반지름 을 고정할 시

고정 거리
15


추의 무게
30
60
90
120
150
그래프
그래프 m1
그래프 m2
그래프 m3
그래프 m4
그래프 m5

Data studio를 이용하여 측정한 그래프를 포함시키시오. (각각의 data를 엑셀로 옮겨서 이론값과 결과 값을 비교하는 그래프를 그리시오. ) x축: 속도 y축: 힘


●분석 및 토의
공식 에서도 알 수 있듯이 질량을 고정할 때 회전 반지름의 증가와 회전 반지름을 고정할 때 추 질량의 증가에 따라 속도가 커지면 힘도 커진다는 것을 알았다. 그리고 실험결과도 마찬가지로 속도와 힘은 비례적으로는 아니지만 속도에 따라 힘이 증가하는 관계를 나타내는 것을 알 수 있었다.
실험을 할 때 각각의 조건에 따라 기계가 하는 것이 아니라 우리가 직접 실험 도구를 조작하기 때문에 회전 대를 돌릴 때 가해지는 힘이 일정하지 못했으므로 결과가 정확하진 않다고 생각된다. 그리고 스탠드의 tare버튼을 data studio를 실행하기 전에 누르지 않으면 결과가 달라지고, 회전 대가 돌때 스탠드를 고정 시키지 않으면 정확한 구심력을 측정하기 어려우므로 유의해서 실험하여야 한다고 생각된다. 이번 실험을 하면서 이론상으로는 속도가 증가하면 힘도 증가한다는 것을 알았지만 실험을 통해서 구심력이 있어야 물체가 계속해서 회전운동을 할 수 있다는 개념을 확실히 알 수 있었다.

●참고문헌
physics.skku.ac.kr/mannual/exp10.pdf



자료출처 : http://www.ALLReport.co.kr/search/Detail.asp?pk=11064306&sid=sanghyun7776&key=



[문서정보]

문서분량 : 3 Page
파일종류 : HWP 파일
자료제목 : 자연과학 다운로드 일반물리실험보고서 - 구심력 측정
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