[일반물리실험1 레포트] 구심력 측정

소개글

[일반물리실험1 레포트] 구심력 측정에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험목적

2. 실험원리
(1) 등속원운동과 구심력
(2) Hooke의 법칙

3. 기구 및 장치

4. 실험방법

5. 실험결과 및 분석

6. 참고문헌

본문내용

, 도 3개 추질량의 평균)
-349.6N/m
표 1 탄성계수 측정 장치를 이용한 용수철의 탄성계수
2) 구심력 측정 장치를 이용한 용수철의 탄성계수
회전
질량
인가전압
최초
반경
회전
반경
회전수
구심력
용수철 길이변화
구심력으로
구한 탄성계수
0.200kg
12V
0.027m
0.034m
2.9
2.3N
0.0070m
328.6N/m
0.150kg
0.023m
0.025m
3.3
4.9N
0.0020m
245.0N/m
0.200kg
15V
0.027m
0.041m
3.9
17N
0.014m
1214.3N/m
0.150kg
0.023m
0.030m
4.1
25N
0.0070m
3571.4N/m
0.200kg
21V
0.027m
0.076m
5.3
1.6N
0.049m
32.7N/m
0.150kg
0.023m
0.043m
5.4
3.0N
0.020m
150.0N/m
0.200kg
27V
0.027m
0.076m
6.5
7.4N
0.049m
151.0N/m
0.150kg
0.023m
0.070m
6.5
18N
0.047m
383.0N/m
표 2 구심력 측정 장치를 이용한 용수철의 탄성계수
3) 실험그래프
그래프 1 용수철의 탄성계수
용수철의 탄성계수
중력으로부터
측정한 값
구심력으로부터 측정한 값
오차율 (%)
k (N/m)
평균값
-349.6N/m
5736N/m
17.4%
그래프의 기울기
-416.1
-1393.7
4.35%
표 3 결과표
(1) 실험데이터 분석
1) 탄성계수 측정 장치를 이용한 용수철의 탄성계수
① 중력
질량이 0.200kg 일 때,
질량이 0.700kg 일 때,
질량이 1.100kg 일 때,
② 용수철 길이 변화
- 용수철 1의 은 0.072m
질량이 0.200kg 일 때,
질량이 0.700kg 일 때,
질량이 1.100kg 일 때,
- 용수철 2의 은 0.071m
질량이 0.200kg 일 때,
질량이 0.700kg 일 때,
질량이 1.100kg 일 때,
③ 탄성계수
- 용수철 1
질량이 0.200kg 일 때,
질량이 0.700kg 일 때,
질량이 1.100kg 일 때,
- 용수철 2
질량이 0.200kg 일 때,
질량이 0.700kg 일 때,
질량이 1.100kg 일 때,
④ 평균값 (단, 도 2개 추질량의 평균)
2) 구심력 측정 장치를 이용한 용수철의 탄성계수
① 회전수
- 회전질량 0.200kg
12V를 가했을 때,
15V를 가했을 때,
21V를 가했을 때,
27V를 가했을 때,
- 회전질량 0.150kg
12V를 가했을 때,
15V를 가했을 때,
21V를 가했을 때,
27V를 가했을 때,
② 구심력
- 회전질량 0.200kg
12V를 가했을 때,
15V를 가했을 때,
21V를 가했을 때,
27V를 가했을 때,
- 회전질량 0.150kg
12V를 가했을 때,
15V를 가했을 때,
21V를 가했을 때,
27V를 가했을 때,
③ 용수철 길이변화
- 회전질량 0.200kg
12V를 가했을 때,
15V를 가했을 때,
21V를 가했을 때,
27V를 가했을 때,
- 회전질량 0.150kg
12V를 가했을 때,
15V를 가했을 때,
21V를 가했을 때,
27V를 가했을 때,
④ 구심력으로 구한 탄성계수
- 회전질량 0.200kg
12V를 가했을 때,
15V를 가했을 때,
21V를 가했을 때,
27V를 가했을 때,
- 회전질량 0.150kg
12V를 가했을 때,
15V를 가했을 때,
21V를 가했을 때,
27V를 가했을 때,
탄성계수의 평균값은 8개의 값의 합에서 8을 나누면 된다.
(328.6+245.0+1214.3+3571.4+32.7+150.0+151.0+383.0)8= 607685736
3) 실험그래프
-
- 중력으로부터 측정한 값의 그래프의 기울기
{(-239.51x + 3.749)+(-336.92x - 0.195)}-416.1
- 구심력으로부터 측정한 값의 그래프의 기울기
{(-142.12x + 12.775)+(-97.445x + 9.974)}-1393.7
-
(2) 실험결과 분석
실험 결과 오차가 생기며, 값이 많이 생각과 다르게 나왔다. 우선 눈대중으로 길이를 측정하여 계산하여서 오차가 났을 것이고, 전압다이얼을 돌릴 때도 전자기기라고해서 정확하지 않을 것이다. 예를 들어, 12V에 맞출 때 12V의 최대와 최소의 지점이 있으므로 여기서도 오차가 생겼을 것이다. 또한 시간이 충분히 지나 안정화 되었을 때 타이머를 돌리는데, 안정화가 되는 기준이 실험을 할 때마다 다를 것이며 유효숫자를 고려하여 계산을 하였으므로 오차가 생겼을 것이다. 실험 결과에 의하여 회전 반지름의 기여도가 크기에 눈대중으로 재는 것과 고정나사를 조립 시 정밀하게 맞추지 않고 공기의 저항을 받은 것이 가장 오차의 요인이라고 생각한다.
오차를 줄이기 위해서는 눈대중이여도 보다 정확하게 보거나, 이 또한 전자기기를 사용하여 그나마 정확하게 측정할 수 있도록 하여 회전 반지름 측정하고, 실험을 여러 번 반복하여 평균을 내어 계산하고, 공기저항을 줄이기 위해 고정나사를 더 조인다면 오차와 결과 값 모두 더 정확하게 나올 것이다. 또한 전압다이얼을 돌릴 때에도 12V에 맞춘다고 하면 미세한 차이로 11.9V에서 12V로 바뀌는 지점으로 맞춰서 다른 값들도 일정하게끔 맞추거나 안정화 될 때의 시간 또한 맞추는 게 좋으므로 실험마다 같은 시간동안 기다린 후 실험을 하도록 하면 오차가 좀 더 줄 것이다.
6. 참고문헌
[1] http://www.physics-edu.com/bbs/board.php?bo_table=com02_5&wr_id=17
[2] https://www.youtube.com/watch?v=bgq0MRFQPbY
[3] http://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=toshizo&logNo=221085643210
[4] http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1156210&cid=40942&categoryId=32230
[5] https://blog.naver.com/moeblog/220429063671

키워드

구심력 측정,   등속원운동,   구심력,   Hooke의 법칙,   centripetal force