결과 원운동과 구심력

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결과 원운동과 구심력에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

서 구심력 가 일정할 때, 반경 r이 증가하면 주기 T는 증가한다. <표1>을 보면 실험결과 반경 r이 0.015m씩 증가 할 때 주기 T가 길어짐을 확인 할 수 있었다. (주기 T를 구할 때 주기T는 너무 짧으므로 10번 회전하는 동안의 시간 10T를 구하여 10을 나눠서 구하였다.) 그리고 와 사이의 관계그래프를 그려 기울기를 구하면 식1로부터 값을 구할 수 있고, 이 값은 추세선의 기울기 0.1492이다. 에서 으로 나왔고, 추와 추걸이의 질량 으로부터 구심력을 구하면 이였고 두 구심력의 백분율차(상대오차)는 11.9%로 나왔다.
실험 2는 원운동 하는 물체의 구심력과 주기 T와의 관계를 알아보는 실험이다. 식1에서 구심력 F가 증가하면 주기 T는 감소한다. 실험에서는 추와 추걸이의 질량 M을 증가시킴으로써 구심력 F를 증가시킨다. 실험결과 <표2>를 보면 M이 증가할 때 즉, 구심력 F가 증가하면 주기 T가 감소하였다. 그리고 구심력 F와 와의 관계 그래프를 그려 기울기 를 구하면 을 구할 수 있고 추세선의 기울기로부터 0.6603임을 알았다. 그리고 이 값으로부터 물체의 질량 이고 실제 물체의 질량 과의 백분율차(상대오차)는 1.85%로 나왔다.
오차요인으로는 첫 번째, 실의 수평이다. 측면지지대와 물체가 정확히 수평을 이르지 못하고, 도르레와 물체를 이어주는 실도 수평을 이루지 못해 오차 요인이 될 수 있다.
두 번째, 수동으로 회전 시킨다는 점이다. 사람 손으로 회전 시켜 지시기판이 지시기선반과 일치 할 때를 맞추는 데 오차 요인이 될 수 있다. 실험 1보다 실험 2의 오차가 낮은 걸로 보아 점점 조작이 능숙해져 오차가 줄었음을 알 수 있다.
세 번째, 주기 T의 측정이다. 정확히 한 바퀴 도는 지점을 눈어림으로 확인하여 스탑워치로 T를 측정하다보니 오차가 생길 수 있다.
5. 결론
이번 실험은 원운동하는 물체의 질량, 회전반경, 구심력 사이의 관계를 알아보는 즉, 라는 식을 확인하는 실험이였다.
실험 1은 회전반경 r과 주기 T와의 관계를 알아보는 실험 인데, 구심력 F가 일정하면 r이 증가하면 T도 증가하고 정확하게는 r과 는 비례한다. 그리고 r과 과의 그래프의 기울기를 통해서 구한 구심력 F는 0.604N이고 추와 추걸이의 무게로부터의 구심력 0.540N과의 상대오차는 11.9%이 나왔다.
실험 2는 구심력F와 주기 T와의 관계를 알아보는 실험으로 구심력F가 증가하면 주기 T는 감소하고 정확하게 F와 는 반비례한다. 그리고 F와 와의 관계 그래프의 기울기로부터 구한 물체의 질량은 104.5g이고 저울로 측정한 물체의 질량과의 상대오차는 1.85%이다.
오차요인으로는 실의 수평, 수동조작, 회전시간 측정 등이 있었다.
6. 참고문헌 및 출처
부산대학교 물리학교재편찬위원회, 『일반물리학실험』, 청문각
김경식 외 13명, 『일반물리학 실험』, 북스힐
부산대학교 일반물리학 실험실, http://gplab.phys.pusan.ac.kr
Raymond A.Serway, Chris Vuille 원저, 『일반물리학』, 북스힐

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