[공학]물리예비-구심력 측정
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- 목차
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1. 실험목적
2. 실험 기구 및 장치
3. 이론
4. 실험방법
⑴ 용수철의 탄성 계수(k) 측정
- 본문내용
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3. 이론
반지름이 r인 원궤도를 따라 등속 원운동을 하는 질량 m인 물체가 받는 구심력은
(v=물체의 속도, w=각속도, v=rw)
속도와 주기는 다음 관계를 가진다.
구심력을 주기의 함수로 나타내면 다음과 같이 된다.
구심력 측정 장치를 이용하여 질량이 m인 물체를 원운동시키면, 용수철의 복원력은 물체 m에 구심력으로 작용한다. 용수철의 탄성계수가 k일 때, 힘과 변위 x의 관계는 다음과 같이 후크의 법칙으로 표현된다.
구심력의 크기가 일정할 때(또는 회전하는 물체의 입장에서 보아 물체에 작용하는 원심력과 용수철의 복원력이 같을 때) 물체 m은 반지름이 r인 등속 원운동을 하게 된다.
4. 실험방법
⑴ 용수철의 탄성 계수(k) 측정
① 바탕 화면에서 ‘구심력 측정’단축 아이콘을 클릭하여 LabVIEW 프로그램을 연다. 프로그램 창 중앙의 빨간색 목록 버튼에서 ‘용수철의 탄성 계수를 측정할 때’를 선택한다. 그리고, 구심력 측정 장비에 있는 쇠막대에 스프링을 끼우고, 추를 올려놓지 않았을 때의 용수철의 길이를 측정한다.
② 추를 100g에서부터 시작하여 100g씩 늘려가며 400g까지(질량을 사용 가능한 적당한 범위 내에서 증가시켜도 됨) 증가시키면서 용수철의 변위(x)를 측정하여 프로그램의 왼쪽 창에 측정한 변위값과 그 때의 용수철에 올려놓은 추의 질량을 기입한다. 그리고 프로그램의 메뉴 표시줄에서 <Operate> => <Run>(또는 도구 모음의 화살표모양 단축 아이콘)을 클릭하여 프로그램을 실행하여 기울기를 구한다. 여기서 구한 기울기가 용수철의 탄성 계수를 의미한다.
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