일반물리학 및 실험- 원운동과 구심력

일반물리학 및 실험

3. 원운동과 구심력

목차

 실험목적

 이론

 등속원운동

 구심력

 실험방법

 실험결과 미리보기

실험목적

 물체가 일정한 반경의 원궤도를 따라 일정한 속도로 회전할 때 구심력을 측정하고 이론치와 일치하는가를 알아본다.  또, 각각의 양들을 변화시켜가며 구심력을 측정해보고 관계식을 유도해본다.

이론

 등속원운동

 물체가 일정한 속력 v로 원궤도를 따라 움직인다.

 속력은 일정하지만 방향은 변하므로, 

     가속도 운동을 하고 있다.

이론

 스칼라 : 질량, 온도, 에너지 등과 같이 방향을 가지고 있지 않고 크기만 가지고 있는 물리량.

 벡터 : 크기와 방향을 가지고 있는 양으로써 두 가지 정보를 모두 표현할 수 있는 화살표로 나타낸다.

     속도, 가속도, 힘 등이 그 예.

이론

 등속원운동

이론

 원운동에서는 가속도가 경로에 수직하고 항상 원의 중심을 향하게 된다. 

 => 구심가속도 

    직선운동을 하는 물체가 곡선운동을 하기 위해서는 운동방향에 수직인 힘을 받아야 한다. 

이론

 구심가속도

                  ,

등속원운동을 하는 동안 원주 

둘레를 도는 물체의 주기는

이론

 원심력

 원운동을 하고 있는 물체에 나타나는 관성력.

 구심력과 크기가 같고 방향은 반대.

 실제로 존재하는 힘은 아니다.

실험방 법

 알아두어야 할 실험장비

 힘 센서(Force sensor) 

  : 구심력, 단진동, 마찰 등 측정가능.

         =>탄성변형을 감지하여 strain gauge의 

              저항 변 화와 힘의 관계를 나타내준다.  

 

(Range : +50N ~ -50N)

실험방법

실험방법

 데이터 스튜디오 실행

실험방법

실험방법

 [실험1] 구심력 대 속도

 모터 입력 전압(회전속도)

 [실험2] 구심력 대 질량

 질량

 [실험3] 구심력 대 반지름

 회전 반지름

실험결과 미리보기

 실험1

실험결과 미리보기

 실험2

실험결과 미리보기

 실험3

이제 실험을 시작하십시요.

 회전대의 수평이 잘 맞아야 정확한 실험 결과를 얻을 수 있습니다.

 회전대가 회전할 때 리드선 등이 걸리지 않도록 주의합니다.

 파워앰프 전원은 항상 신호발생기를 모두 설정한 다음 켭니다.