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[자연과학]일반물리학 - 구심력측정(測定)

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작성일 20-11-16 07:05

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물체의 세로기둥을 메달고 한쪽 고리는 중심기둥의 용수철에 반대쪽 고리는 회전대의 끝에 있는 있는 도르래를 통해 추에 매단다.
따라서 반지름 r인 원궤도를 따라 등속 원운동하는 질량 m인 물체가 받는 구심력 은 다음과 같다. 이때 추의 질량m을 측정(measurement)하여 기록한다. 검출기의 전기꽂이를 220 V 전원 콘센트에 꽂으면 발광 표시기 (LED)에 0000 불이 들어온다.
검출기의 RESET 스위치를 누른다.
회전 장치의 전원을 연결한다.
여기에는 v는 물체의 속도이고 w는 각속도이다. 그러면 1바퀴 회전에 걸리는 시간 회전 주기 가 측정(measurement)된다 그 상태로 주기를 모두 3회 이상 측정(measurement)하고 적어둔다 매번 시간을 읽 고 난 뒤 RESET을 누르면 다시 측정(measurement)…(To be continued )

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1.theory

-theory

마찰없는 수평대에서 원 주위를 움직이고 있는 줄 끝에 달린 물체를 생각하자. 이물체에 작용하는 힘 F는 줄의 장력으로 주어지고 힘 F는 물체에 작용한는 알짜 힘으로 이것이 바로 등속 원운동을 하게 하는 구심력이다
이때 구심가속도 ac 이며 뉴턴의 제 2법칙에 의해 구심력 F=mac이다. 물체를 매단 실이 세로기둥에 그어진 수직선과 일치하도록 중심기둥의 용 수철 나사를 조정하고 중심기둥의 지시자의 위치를 조정한다.
-experiment(실험)방법

물체의 질량M을 측정(measurement)후 표에 기록한다. 세로 기둥의 위치를 고정시키고 세로기둥과 중심기둥 사이의 거리r을 측 정하여 기록한다. 플러그가 꽂혀있는지 확인하고 Power supply의 전원을 켠다.
일정한 질량에 대하여 회전 반지름과 구심력 사이의 관계를 확인하기 위하여 원 궤도의 반지름과 질량을 바꾸어가며 experiment(실험)한다. 추와 추걸이 그리고 도르래를 제거한다. 검출기의 맨 왼쪽 스위치를 움직여 PEND 방식에 놓는다.
또 수식을 r에 대해 나타내면 다음과 같다.(v=rw) 속도와 주기 사이에는 다음과 같은 관계가 있다아

따라서 구심력을 주기의 함수로 나타내면 다음과 같다.

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