자연과학 올립니다 물리학 및 실험 - 작은 벨로드롬 Report
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자연과학 올립니다 물리학 및 실험 - 작은 벨로드롬
[자연과학]물리학 및 실험 - 작은 벨로드롬
`물리학 및 실험1`
작은 벨로드롬
1. Introduction
벨로드롬을 도는 자전거와 사람에게는 경기장 바깥으로 쏠리는 관성힘이 작용하게 된다. 이러한 힘이 바로 원심힘인데, 벨로드롬의 경우 트랙을 안쪽으로 비탈지도록 설계해서, 빗면에 의한 수직힘을 최고로 받게 하여 이 힘에 비례하는 마찰력이 구심힘으로 작용하여 안쪽으로 자전거를 밀어주어서 원심힘과 평형을 이룰 수 있게 하여, 회전하며 달리는 자전거가 바깥쪽으로 미끄러지는 일을 방지하고 있다.
구심힘은 회전하는 물체의 질량에 따라, 그리고 회전하는 각속도에 따라, 회전축으로부터 회전질량 까지의 거리에 따라 그 크기가 달라지게 된다. 이 실험에서는 바깥쪽에 용수철을 장착한 장치에 추를 달아 돌려서 추의 회전에 의한 원심힘이 용수철의 되돌이힘에 의한 구심힘과 평형을 이루는 상태를 찾아내고 이 때의 회전주기, 추의 위치, 용수철의 압축길이를 측정하여 구심힘과 각 수치와의 관계를 확인한다. 빛살문 검출기(photogate detector)로 회전의 주기를 측정하고 궤도반지름과 구심힘 사이의 관계를 알아본다.
2. Theory
①등속 원운동
물체가 원둘레 위를 일정한 속력으로 돌고 있는 운동을 등속 원운동이라 하고 이 때 물체가 반지름 r 인 원둘레를 한 바퀴 도는데 T초 걸렸다면 물체의 속력 v 는 다음과 같다
①
②각속도
물체가 단위 사간에 회전한 중심각을 각속도라하고 ω의 기호로 표시하며 단위는 ㎮를 사용한다. 시간 t동안에 각 θ만큼 회전 하였다면 각속도 ω는
또 물체는 주기 T 동안에 2π 만큼 회전하므로
가 된다.
위 두 식에서 v〓rω 의 관계가 성립한다
③ 구심 가속도
등속원운동에서는 속력이 일정하다해도 운동 방향이 계속 변하므로 속도 v가 변하는 가속도를 갖는다. 등속 원운동에서의 가속도는 항상 원의 중심을 향하므로 구심 가속도라고 한다.
구심 가속도 ａ는 원의 중심을 향하고 그 크기는 다음과 같다
②
④구심력
등속 원운동하는 물체는 그 속력이 일정하여도 원운동의 중심을 향하는 가속도가 필요하므로 중심 방향의 힘이 물체에 작용하지 않으면 안 된다. 이 힘을 구심력이라 한다. 물체가 원운동을 계속하려면 구심력이 작용해야하며 구심력은 물체의 속도의 방향만을 바꾸어 줄 뿐 속도의 크기는 변화시키지 못한다.
구심력의 방향은 가속도의 방향 즉 원의 중심 방향이고 반지름 r 인 원궤도를 도는 질량 m 인 물체에 작용하는 구심력 F는 다음과 같다
③
⑤ 탄성력
물체가 변형되었을 때 물체 내부에서 원래 상태로 돌아가려는 힘이 생기며 이것을 탄성력이라 한다.
탄성력은 외력과 정반대 방향으로 작용하고 크기는 같으므로 탄성력을 F라고 하면
가 된다. 여기서 (-)는 F와 x 방향이 반대인 것을 의미한다.
3. Procedure
①실험 장치
용수철 상수 측정 장치 (1)
용수철 상수 측정용 추(표시침이 달린 작은 추 1, 질량이 적힌 추 1)
빛살문 검출기 - SG1122 모델, 110V 사용(photogate detector)(1)
Power supply - 220V 사용(1)
구심력 실험 장치 (1)
회전 실험용 추 (질량을 알고 있는 추 2쌍, 질량이 코드화 되어있는 추 1쌍)
②실험 A(추의 질량을 알고 있는 경우)
자세한 실험 내용은 물리학 및 실험 매뉴얼에 자세하게 소개되어 있으니 여기서는 생략하 도록한다
③실험B(추의 질량을 모르는 경우)
자세한 실험 내용은 물리학 및 실험 매뉴얼에 자세하게 소개되어 있으니 여기서는 생략하 도록한다
자료출처 : http://www.ALLReport.co.kr/search/Detail.asp?pk=11077393&sid=sanghyun7776&key=
[문서정보]
문서분량 : 5 Page
파일종류 : HWP 파일
자료제목 : 자연과학 올립니다 물리학 및 실험 - 작은 벨로드롬
파일이름 : [자연과학]물리학 및 실험 - 작은 벨로드롬.hwp
키워드 : 자연과학,물리학,실험,작은,벨로드롬,올립니다,및
자료No(pk) : 11077393
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[자연과학]물리학 및 실험 - 작은 벨로드롬
`물리학 및 실험1`
작은 벨로드롬
1. Introduction
벨로드롬을 도는 자전거와 사람에게는 경기장 바깥으로 쏠리는 관성힘이 작용하게 된다. 이러한 힘이 바로 원심힘인데, 벨로드롬의 경우 트랙을 안쪽으로 비탈지도록 설계해서, 빗면에 의한 수직힘을 최고로 받게 하여 이 힘에 비례하는 마찰력이 구심힘으로 작용하여 안쪽으로 자전거를 밀어주어서 원심힘과 평형을 이룰 수 있게 하여, 회전하며 달리는 자전거가 바깥쪽으로 미끄러지는 일을 방지하고 있다.
구심힘은 회전하는 물체의 질량에 따라, 그리고 회전하는 각속도에 따라, 회전축으로부터 회전질량 까지의 거리에 따라 그 크기가 달라지게 된다. 이 실험에서는 바깥쪽에 용수철을 장착한 장치에 추를 달아 돌려서 추의 회전에 의한 원심힘이 용수철의 되돌이힘에 의한 구심힘과 평형을 이루는 상태를 찾아내고 이 때의 회전주기, 추의 위치, 용수철의 압축길이를 측정하여 구심힘과 각 수치와의 관계를 확인한다. 빛살문 검출기(photogate detector)로 회전의 주기를 측정하고 궤도반지름과 구심힘 사이의 관계를 알아본다.
2. Theory
①등속 원운동
물체가 원둘레 위를 일정한 속력으로 돌고 있는 운동을 등속 원운동이라 하고 이 때 물체가 반지름 r 인 원둘레를 한 바퀴 도는데 T초 걸렸다면 물체의 속력 v 는 다음과 같다
①
②각속도
물체가 단위 사간에 회전한 중심각을 각속도라하고 ω의 기호로 표시하며 단위는 ㎮를 사용한다. 시간 t동안에 각 θ만큼 회전 하였다면 각속도 ω는
또 물체는 주기 T 동안에 2π 만큼 회전하므로
가 된다.
위 두 식에서 v〓rω 의 관계가 성립한다
③ 구심 가속도
등속원운동에서는 속력이 일정하다해도 운동 방향이 계속 변하므로 속도 v가 변하는 가속도를 갖는다. 등속 원운동에서의 가속도는 항상 원의 중심을 향하므로 구심 가속도라고 한다.
구심 가속도 ａ는 원의 중심을 향하고 그 크기는 다음과 같다
②
④구심력
등속 원운동하는 물체는 그 속력이 일정하여도 원운동의 중심을 향하는 가속도가 필요하므로 중심 방향의 힘이 물체에 작용하지 않으면 안 된다. 이 힘을 구심력이라 한다. 물체가 원운동을 계속하려면 구심력이 작용해야하며 구심력은 물체의 속도의 방향만을 바꾸어 줄 뿐 속도의 크기는 변화시키지 못한다.
구심력의 방향은 가속도의 방향 즉 원의 중심 방향이고 반지름 r 인 원궤도를 도는 질량 m 인 물체에 작용하는 구심력 F는 다음과 같다
③
⑤ 탄성력
물체가 변형되었을 때 물체 내부에서 원래 상태로 돌아가려는 힘이 생기며 이것을 탄성력이라 한다.
탄성력은 외력과 정반대 방향으로 작용하고 크기는 같으므로 탄성력을 F라고 하면
가 된다. 여기서 (-)는 F와 x 방향이 반대인 것을 의미한다.
3. Procedure
①실험 장치
용수철 상수 측정 장치 (1)
용수철 상수 측정용 추(표시침이 달린 작은 추 1, 질량이 적힌 추 1)
빛살문 검출기 - SG1122 모델, 110V 사용(photogate detector)(1)
Power supply - 220V 사용(1)
구심력 실험 장치 (1)
회전 실험용 추 (질량을 알고 있는 추 2쌍, 질량이 코드화 되어있는 추 1쌍)
②실험 A(추의 질량을 알고 있는 경우)
자세한 실험 내용은 물리학 및 실험 매뉴얼에 자세하게 소개되어 있으니 여기서는 생략하 도록한다
③실험B(추의 질량을 모르는 경우)
자세한 실험 내용은 물리학 및 실험 매뉴얼에 자세하게 소개되어 있으니 여기서는 생략하 도록한다
자료출처 : http://www.ALLReport.co.kr/search/Detail.asp?pk=11077393&sid=sanghyun7776&key=
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자료제목 : 자연과학 올립니다 물리학 및 실험 - 작은 벨로드롬
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