[물리학실험] 구심력 결과보고서 A+

소개글

[물리학실험] 구심력 결과보고서 A+에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 측정값 및 실험 결과
실험1 (일정한 구심력, 일정한 m, 반경 변화)
실험2 (일정한 반경, m 일정, 구심력 변화)
2. 질문에 대한 토의
3. 실험 과정 및 결과에 대한 토의/ 고찰
4. 참고문헌

본문내용

으로 작용하며 아무런 외부힘이 작용하지 않으면 물체는 등속직선운동을 하므로 물체의 운동 방향을 바꾸려면 외부의 힘이 필요하다. 운동방향에 수직으로 작용하는 일정한 크기의 외부힘이 작용하면 물체는 등속원운동을 하게 된다. 구심력의 관계식 = 에서 는 각속도를 뜻하며 구심가속도의 관계식은 이다.
실험 1에서는 반경()을 일정크기(0.01)만큼 늘려가며 구심력의 변화를 관찰했다. 반경이 늘어날 때마다 각속도()는 감소하는 반비례 경향이 보였다. 그리고 반경과 각속도의 개별 값에 대한 상대오차를 구했을 때 서로 반비례로 대칭되는 경향을 보였다. 반면, 구심력 에 대한 상대오차는 불규칙한 경향을 보였다. 해당 값에 영향을 미치는 변수는 비슷한 경향을 보이는데 이 값은 그렇지 못한 것을 보고 각속도의 우연오차가 큰 영향을 미쳤다는 것을 알게 되었다. 즉, 구심력의 오차에 가장 크게 기여하는 것은 각속도라고 볼 수 있다. 실험 2에서는 추의 질량()을 바꾸어 그 값에 따른 구심력의 변화를 관찰했다. 추의 질량이 커질수록 각속도의 값은 더 작다는 것을 알 수 있었고, 상대오차를 보면 일정한 패턴이나 경향이 보이지 않았다. 그런데 실험 1 과 달리 실험 2는 각속도의 우연오차 때문만 아니라 추의 질량변화에 일정한 규칙이 없다. 위의 실험에서 반경을 일정한 양으로 증가시킨 것과 같이 추의 질량을 일정한 양만큼 증가시켰다면 규칙이 보였을 것 같다.
F의 오차에 기인하는 요소는 F=mg 의 식을 이용하여 구하는데, 이 때 추의 질량을 측정해서 비교값 F를 구하게 된다. 이때 중력가속도(g)는 정해진 문헌값을 이용하기 때문에 측정에 따른 오차는 매우 적고, 질량을 측정함에 있어서 계기오차가 관여를 하게 된다. 또한 추를 측정도구에 매달아 비교값 설정을 할 때 실이 직선이 아닌 다른 각도가 되게 되면 스프링이 받는 힘이 달라질 수 있기 때문에 반드시 직선을 유지해야 한다. 하지만 완전히 정확한 직선을 유지하기는 어렵기 때문에 이러한 부분도 오차에 기여를 하게 된다. 또한, 설정을 위해 고리의 높이를 조정하는데 있어서 정확한 스프링의 위치에서 측정을 하지 못하고 약간의 차이가 발생할 수 있어 오차가 발생하게 된다.
의 오차에 기인하는 요소는 의 식을 이용하여 구하는데, 이때 반경(r)을 측정할 수 있는 눈금의 단위는 mm까지 이고, 계기오차에서 범위는 최소눈금의 1/10까지 갖게 되기 때문에, 0.001(m) 의 오차를 갖게 된다. 질량(m)은 저울의 계기오차가 있기 때문에 저울을 이용하여 추의 질량을 측정하면 값에 오차가 발생할 수 있다. 각속도()는 측정함에 있어서 측정도구의 평형이 맞지 않으면 받는 힘이 계속 바뀔 수 있어 오차가 발생할 수 있다. 또한, 각속도를 측정하는데 정확히 스프링의 끝이 표시점과 일치하는 그 순간을 정확하게 파악하는 것은 한계가 있기 때문에 오차가 발생할 수 있다.
4. 참고문헌
-‘제 12판 물리학실험’, 아주대학교 출판부, 29-31p
http://naver.me/xVlfrige
http://naver.me/GpOY38ZR

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