1. 목적한 점에 작용하는 몇 개의 힘의 합성을 벡터 도형에 의하여 결정하고, 그 결과를 합성대를 이용하여 실험적으로 정확히 검토한다.2. 이론물체의 한 점에 다른 방향의 여러 개의 힘이 동시에 작용할 때 이 여러 개의 힘들과 동등한 한 개의 힘을 합력이라 하며 이 합력을 구하는 것을 힘의 합성이라고 한다. 특히 힘의 크기가 같고 방향이 반대인 힘을 반합력이라 한다. 따라서 이 반합력과 처음의 힘들은 평형을 이루게 되며 합성하면 합력은 0이 된다. 한 점에 작용하는 여러 개의 힘이 평형을 이루면 그 힘들의 벡터의 합은 0이 되어야 한다. 즉, 이 힘벡터들은 다각형을 이루어야 한다. 한편 평행사변형법으로 힘을 합성할 수 있고 합성의 반대 절차를 분해라고 한다. 위 그림에서를 한 점 O에 작용하여 평형을 이루는 3개의 힘이라면는와의 반합력이고, 힘이 A, B의 합력이면 C와 크기가 같고 방향이 반대이므로 평형을 이룬다.따라서이며이때 각는 다음 관계를 만족하게 된다.3. 실험방법① 힘의 합성대를 수평하게 조절하고 힘 A, B에 해당하는 추를 추걸이 위에 각각 놓는다. A, B 도르래의 위치가 주어 진 각도에 맞도록 하고, 이것과 맞서게 될 힘 C에 해당하는 추를 또 하나의 추걸이에 놓는다. 이 때 이 C 도르래의 위 치와 추의 값을 여러 가지로 변화 시켜서 평형을 이루는 상 태로 만든다.② 원형 고리가 중앙에 위치해 평형상태로 된 것을 나타내 면 이때 힘C가 반합력이 되므로 그 크기와 방향으로부터 합 력R을 구할 수 있다. 평형이 이루어 질 때 도르래의 마찰력에 의한 영향을 줄이기 위해 중앙 고리를 움직여 평형상태를 살펴 보아야 한다.③ 각 벡터 사이의 각을 측정하고, 무게추의 양으로 크기를 측정하여 기록한 뒤 그 값을 이론값과 비교한다.4. 결과값ABC(측정값)C(계산값)오 차크기(g)방향(θ)크기(g)방향(θ)크기(g)방향(θ)크기(g)방향(θ)크기(g)방향(θ)1차50120˚50120˚50120˚50120˚00˚2차50143.5˚50142.5˚8074˚79.8673.7˚0.140.3˚3차70128˚80135.5˚10096.5˚100.1696.7˚0.160.2˚4차70110˚70112˚50138˚50.17138.1˚0.170.1˚5차80143˚60126˚10091˚99.1690˚0.841˚5. 결론 및 고찰이 실험은 물체의 한 점에 다른 방향의 여러 개의 힘이 동시에 작용할 때 이 여러 개의 힘들과 동등한 한 개의 힘 즉, 합력을 구하는 실험이었다.우리 조는 한 점에 작용하는 여러 개의 힘이 평형을 이루도록 A, B, C의 크기를 조정해 실험을 진행하였다.하지만 이 실험은 기구가 너무 낡아서 가장 하기 힘들었던 실험이었다.이에 따라 계산값과 측정값에 오차가 생긴 것 같다.오차가 생긴 이유를 더 자세히 살펴보겠다.실험 기구가 오래되어서 그런지 추의 무게에 변화를 주어도 고리가중앙에 위치하지 않아서 고리를 힘으로 중앙에 위치시키려 했다.또한 고리 뿐만 아니라 도르래에 걸려있는 실에 연결된 추까지도(위 결과값의 1차) 손으로 조종이 가능했다.이렇게 손으로 조종가능했던 고리와 실에 연결된 추, 즉 낡은 실험 기구 때문에 오차가 발생한 것이다.이러한 이유로 오차가 발생했다는 것을 뒷받침 해주는 것은 되도록 힘으로 고리를 위치시키려 하지 않고 추의 무게에 적절한 변화를 주면서 힘의 평형이 이루어지도록 만든 경우에 오차가 줄었다는 것이다.
1. 목적보다진자의 주기(T)와 길이()를 측정하여 주기와 길이 사이의 관계를 조사하고 그 지점의 중력 가속도(g)를 구한다.2. 이론단진자는 무게를 무시할 수 있는 길이 L인 끈의 한쪽 끝을 고정하고 다른 끝에 질량 m인 추를 매달아 연직면 내에서 주기운동을 하는 것이다.이 때 복원력 F는F = - mgsin이고,는 연직면과 추의 중심을 맺는 직선 사이의 각이고, 그 각이 상당히 작다면 (= 5°이하) sin=로 생각할 수 있으므로 운동방정식은이고, 이 미분방정식의 해는 S= Acosωt 이고,여기서 ω=로서 ω = 2f =이므로 주기 T는이다.본 실험에서의 물리진자는 질량 m인 강체가 임의의 회전축 O를 중심으로 연직면 내에서 진동하는 것이다.이 운동방정식은이다. 여기서 I는 회전축에 대한 강체의 관성모멘트이다.이때 구의 반경이 r이고 철사 길이가인 보다진자에서는 L =+r이므로I는이다.가 5°이내로 매우 작다면 sin=이므로 운동방정식은가 되고,그때의 주기 T는가 된다.위의 I와 L을 대입하여, 중력가속도 g에 관하여 정리하면g =(+r)+이 된다.3. 실험방법① 진자의 날 K를 받침대 M위에 올려놓고 조정나사 A, B, C를 조정하여 수평을 맞춘다.② 추의 반지름을 버니어캘리퍼스로 측정하여 r을 구한다.③ 진자의 날 K에서 H까지인 줄의 길이를 조정한 후 그 길이을 측정한다.이 때 줄의 길이은 1m에서 너무 벗어나지 않도록 한다.④ 타원 운동이 되지 않게 추를 진동시킨다.⑤ 추가 30회 왕복하는 시간을 측정하여 1회 왕복 시간 T를 구한다.4. 결과값회시간(초)회시간(초)100T =-00100203.16203.161019.85110223.34203.492040.24120244.00203.793060.74130264.31203.574081.12140284.45203.3350101.17150304.93203.7660121.78160325.27203.4970142.13170345.49203.3680162.78180365.85203.0790182.83190386.15203.32평균203.434회철사의 길이(cm)추의 반지름(cm)1101.21.912100.31.933100.51.924101.11.91599.71.93699.91.90799.91.908100.11.929100.01.9310101.11.90평균100.381.915* g =(+r)++r = 100.38 + 1.915 = 102.295 cm= 203.434초 / 100 = 2.03434초위 식에 대입해서 g를 구하면g =g = 975.95(소수점 셋째자리에서 반올림) = 9.7595=> 이론값 g = 9.8, 실험값 g = 9.75955. 결론 및 고찰이 실험은 보다 진자의 주기와 줄의 길이, 추의 반지름을 이용하여 중력가속도를 구해보는 실험이었다. 이론값에 의하면 중력가속도는 약 9.8인데 보다 진자의 주기, 줄의 길이, 추의 반지름을 구해 g =(+r)+에 대입하여 구한 우리 조의 중력가속도 값은 9.7595이다. 실험 방법에 추를 타원 운동이 되지 않게 진동시키라고 써있는데 막상 추를 진동시켜 보니 초반에는 타원 운동을 하지 않다가도 시간이 조금 지나면 타원 운동을 해서 오차가 많이 날 것 같다고 생각했으나 약 0.0405의 차이로 생각보다 작은 오차가 발생했다. 오차가 작게 발생했지만 약 9.8이라는 원하는 값을 딱 얻지는 못했다.그 이유는 무엇일까?우선 첫 번째, 실험 할 때도 생각했었던 추의 타원 운동이 오차의 원인이 되겠다.실험방법의 주의 사항에도 나와 있듯이 추는 타원 운동을 하면 안되는데 아무리 추를 잘 진동시켜도 점점 시간이 지나갈수록 추는 약간의 타원운동을 했다. 하지만 큰 타원운동이 아니어서 그런지 작은 오차를 발생시킨 것 같다. 이러한 타원 운동은 약간의 흔들림이 있었던 받침대의 영향을 받은 것 같다. 또한 추가 진동하면서 받는 공기 저항도 오차에 영향을 주었을 것이다.또 어떤 이유로 중력가속도 값에 오차가 발생했는지 g =(+r)+식에서 찾아보았다. 이 식의 값들 중 오차에 가장 많은 영향을 준 값은 바로 주기인 것 같다.주기에서 오차가 발생했다는 것은 공기 저항에 따른 시간의 변화, 스톱워치로 시간을 측정하는데의 오차 등에 영향을 받았다는 것이다.
1. 목적사면과 원주 궤도를 따라 금속 구를 굴리는 과정에서 구의 회전 운동 에너지를 포함하는 역학적 에너지의 보존을 살핀다.2. 이론경사면의 높이되는 곳에서 반지름이고 질량이인 구가 정지상태에서 출발하여 굴러 내려오면 역학적 에너지 보존법칙은이다.여기서와는 경사면 바닥에서 구의 선속도와 각속도이다.이 구의 관성모멘트이며,이므로경사면 바닥에서 속력은이다.- 원형트랙 꼭지점에서 역학적 에너지원형트랙 꼭지점에서의 총 역학적 에너지의 일반적 표현은...(1)이다. 여기서는에서 구의 선속력이고는 각속도로서=이며,은 원형트랙의 반경이다.구가 점에 겨우 도달하는 경우 구심력은 중력과 같으므로...(2)이다. 식(2)와의 관계를 식(1)에 대입하면...(3)이다.출발점과 점에서 역학적 에너지 보존법칙은...(4)로 표시된다.(는 출발점의 높이)3. 실험방법① 강체의 공간운동장치를 그림과 같이 끝점 C가 수평을 유지하도록 실험대에 장치하고 트랙으로부터 지면까지의 거리를 측정한다.② 구의 출발점의 높이를 변화시켜 가면서 구가 원형트랙의 꼭짓점를 간신히 접촉하면서 지나갈 때의 출발점의 높이를 측정한다.③ 구가 낙하되리라고 추정되는 위치에 먹지와 갱지를 깔고 정한 출발점의 높이에서 구를 굴러내려 수평거리를 5회 측정한다.④ 트랙의 끝점 C에서의 속력(실험)을와를 사용하여 계산한다.⑤ 이론속력의 식에값을 대입하여(이론)을 구하고(실험)과 비교한다.⑥(이론)과(실험)이 같지 않다면 이유를 생각해보고 역학적 에너지의 손실를 계산한다.⑦ 강체 공간운동장치를 그림과 같이 끝부분이 수평면과 각를 이루도록 설치하고 과정를 측정하고, 점 C와 지면의 수직거리및 원형트랙의 반경을 재어 기록한다.⑧ 과정 ⑦에서 측정한가을 만족시키는지를 검토한다.⑨ 구가 낙하되리라고 추정되는 위치에 먹지와 갱지를 갈고 과정 ⑦에서 정한 높이에서 굴러 내려 수평거리를 5회 측정한다.⑩ 과정 ⑦과 ⑨에서 측정한,및의 값을에 대입하여 (실험)를 계산하고 이를에 대입하여(실험)를 구한다.⑪에서(이론)를 계산하고 과정 ⑩에서 구한(실험)와 비교하여같지 않다면 이유를 생각해 보고 과정 ⑥에서 구한 역학적 에너지 손실를 고려하여(이론)을 계산한 후(실험)과 다시 비교하여 검토하라.4. 결과값(1) 측정값측정횟수12345평균수평거리(cm) ()353535353535수평거리(cm)5756.855.756.35756.56트랙 끝점의 높이,(cm)12출발점 높이,(cm)54트랙 끝점의 높이,(cm)29.5트랙 끝점과 실험대의 거리,(cm)7.5트랙의 경사각,()11.768출발점의 높이,(cm)49.5원형트랙의 반경,(cm)16(2) 실험값 계산 (cm를 m로 환산하여 계산)(소수점은 소수점 셋째자리에서 반올림)①일 때 점 C에서의 구의 속력 실험값== 2.24 m/s②일 때 점 C에서의 구의 속력 이론값== 2.75 m/s③과의 비:= 2.24 : 2.75 = 1 : 1.23④ 에너지 손실 (m=28.2g=0.0282kg)== 0.0282 x 9.8 x 0.54 -x 0.0282 x= 0.1492344 - 0.099047424 = 0.050186976⑤ 측정값과의 비를 구하고와 비교:= 0.16 : 0.495 = 1: 3.094=>= 0.495 ,= 2.7 x 0.16 = 0.432⑥와를 이용해(실험)을 계산= 3.961816283 ,= 3.961816283 + 1.05 = 5.011816283(실험) == 2.24 m/s⑦을 이용하여(이론)을 계산(이론) == 2.46 m/s⑧(실험) /(이론)(실험) /(이론) = 2.24 / 2.46 = 0.915. 결론 및 고찰이 실험은 사면과 원주 궤도를 따라 움직이는 금속 구의 역학적 에너지가 보존되는지 알아보는 실험이었다.일 때 금속 구의 A위치에서의 역학적 에너지는 0.149(소수점 넷째자리에서 반올림)이고, C위치에서의값에 따르는 역학적 에너지는 0.099(소수점 넷째 자리에서 반올림)로 0.05라는 에너지의 손실이 발생했다. 그렇다면 만약값이값처럼 나왔다면 역학적 에너지는 보존되었을까? 이를 알아보기 위해 다시를 계산해보면,== 0.0282 x 9.8 x 0.54 -x 0.0282 x= 0.149 - 0.149 (소수점 넷째자리에서 반올림) = 0역시값이값처럼 나왔다면 역학적 에너지는 보존이 된다.그렇다면 실험 당시 어떠한 문제가 발생했기 때문에값이값처럼 나오지 않아역학적 에너지의 손실이 발생했다는 것인데, 과연 어떠한 이유로 역학적 에너지가 보존되지 않고 손실되었을까?우선 이론적으로 생각을 할 때는 보통 마찰과 공기 저항을 무시한다.하지만 현실 상황에서는 마찰과 공기 저항을 무시할 수 없다.놀이기구와 트랙 사이에 마찰이 발생하는 것처럼 또한 놀이기구를 탈 때 우리가 공기 저항을 느낄 수 있는 것처럼 금속 구도 트랙을 따라 내려오면서 마찰과 공기 저항을 받게 되는 것이다. 이에 따라 이론값과 실험값에 차이가 생기게 되고 결국 에너지의 손실이 발생하게 된 것이다.이 뿐만 아니라 트랙 끝점의 높이, 출발점의 높이, 원형 트랙의 반경을 측정할 때 트랙의 두께가 있어서 측정을 정밀하게 하지 못했기 때문에 구의 속력도 정확히 얻지 못하고 이를 대입해서 구할 수 있는 역학적 에너지의 값 또한 정확하게 구할 수 없었다는 점에서도 에너지의 손실이 발생한 것 같다. 측정을 정확하게 하기도 어려웠지만 금속 구가 원형트랙의 꼭짓점을 간신히 접촉하면서 지나갈 때의 출발점의 높이를 찾기가 애매했다. 구의 출발점의 높이
1. 목적알고 있는 진동수를 가진 소리굽쇠를 진동시켜 소리의 파동이 유리관 내를 전파하도록 하고 정상파가 되는 공명 조건을 찾아 음파의 파장을 구하여 공기 중 음속을 측정한다.2. 이론공기 중의 음속은 Laplace의 이론에 의하면 t°C, 대기압하에서이다.여기서는 공기의 정압비열/정적비열이며는 공기의 밀도. 0°C, 1기압 하에서의 음속을이라 하면이다.는 공기의 체적 팽창계수이다.진동수인 파동(종파 혹은 횡파)의 공기 중에서의 파장을라 하고, 이 파동이 공기 중에서 전파하는 속도를라 할 때,…(1) 이다. 진동수가 알려진 소리굽쇠를 진동시켜 한쪽 끝이 막힌 유리관 속에 들어 있는 기주를 진동시키면, 기주 속에는 방향이 반대인 두 개의 파가 진행하면서 현의 진동 때와 같은 정상파가 생긴다.이때, 기주의 길이가 어느 적당한 값을 가질 때 두 파의 간섭으로 공명이 일어나게 된다.따라서, 소리굽쇠가 공기 중에서 발생하는 음의 파장는=…(2)이며 식(1)에 식(2)를 대입하면=…(3)이 된다.여기서들은 유리관 내의 공명 위치를 나타낸다.관 끝에서 첫 번째 공명 위치까지의 길이는에 가까우나 실제는 이 값보다 조금작다.이는 첫 번째 정상파의 배가 관의 모양, 크기 등에 따라서 관끝보다 조금 윗쪽에 위치한다는 것을 의미하며, 원주형의 관인 경우에는 관 끝에서부터 배까지의 거리와 관의 내반경와의 비(끝보정), 즉는 약 0.55~0.85이다.공기중의 또는 어떤 기체 중의 음속은 다음 식에 의하여 매질의 물리적 성질에 관계된다.…(4)여기서 압력와 밀도는 절대단위이고,는 정압비열 대 정적비열의 비인 상수이다.(공기에 대해=1.403이다.)가가일 때는이다. 기체의 밀도는 온도의 상승에 따라 감소하므로 온도가 높아질수록 음속이 커지는 것은 명백하다.기체의 팽창법칙을 적용하면 다음과 같이 된다.…(5)는 온도 t℃에서의 음속,는 0℃에서의 음속,는 기체의 팽창계수로서 1/273이다.3. 실험방법① 기주공명장치에 물을 가득 채운다. 이때, 물통을 위아래로 움직여서 관의 물이 꼭대기A에서 아래B까지 움직일 수 있도록 물의 양을 조절한다.② 소리굽쇠의 진동을 방해하지 않도록 소리굽쇠의 손잡이를 잡고 고무망치로 때려서 진동을 시킨 후, 유리관 1cm 위에 수평으로 놓는다.③ 물통을 서서히 밑으로 내리면서 유리관 열린 부분에 귀를 기울이면 수면이 어떤 위치에 이르면 갑자기 커지는 공명소리 를 듣게 된다. 그 위치를 잣눈 S로 읽는다.④ 다시 소리굽쇠를 진동시키고 공명 소리가 나는 근처에서 수면 높이를 천천히 변화시키면서 정확한 첫 번째 공명 위치을 찾는다. 이와 같은 방법으로 첫 번째 공명위치을 5회 측정하여 그 평균을 계산한다.⑤ 만약 유리 관의 길이가 허용되면 세 번째, 네 번째 공명 위치과를 5회 측정하여 그 평균을 구한다.⑥ 과정 ⑤를 실험하지 못하면()을 이용한다.⑦ 과정 ⑤실험을 한 경우 파장는과이 되므로 그들의 평균값을 취한다.따라서, 파장이다.⑧ 소리굽쇠의 진동수를 기록한다.⑨ 실험시의 온도를 측정한다. 실온℃일 때의 음속를 식(1)을 이용하여 계산한다.⑩ 위의 측정값으로 0℃일 때의 음속를 식(5)에서 계산한다.4. 결과값 (실험 시간 내에 10번을 측정하기 어려워 5번만 시행)소리굽쇠의 진동수=650Hz실내온도=20℃(온도는 직접 측정하지는 못했으나 에어컨을 틀은 온도를 감안해서 20℃로 함)회11239.56794.*************.53765944123966.595511.54064.593.5평균11.838.765.894단위(cm)파장== 54.65cm20℃온도에서의 음속(실험값)=650Hz X 0.5465m = 355.225 m/s20℃온도에서의 음속(이론값)= 331m/s = 342.91m/s(소수점 셋째자리에서 반올림)오차율 = (12.315 / 342.91) x 100 = 3.59%(소수점 셋째자리에서 반올림)()5. 결론 및 고찰이 실험은 기주공명장치를 이용해서 파장을 알아내고 공기 중에서의 음속을 알아내는 실험이었다.에 의해서 기체의 밀도는 온도의 상승에 따라 감소하므로 온도가 높아질수록 음속은 커진다. 따라서 음속은 온도가 일정하면 일정한 값을 가지고, 진동수가 변하더라도 관계없이 일정한 값을 가진다. 하지만 20℃라는 동일한 온도에서의 실험값 음속과 이론값 음속에는 차이가 있었다.실험을 통해 구한 음속은 355.225m/s로 이론값인 342.91m/s보다 12.315 만큼 값이 크게 나왔다. 결국 3.59%라는 작은 오차가 나왔다.이 실험에서의 오차는 어디에서 발생한 것일까?우선 실험실의 온도는 20℃로 추측한 것이니 정확한 온도가 아니며, 실험실의 온도가 실험을 하는 동안 계속 일정하게 유지되었다고는 볼 수 없다. 실험실에 있는 사람들에 의해 실험실의 온도는 미세하게 올라갔을 수 있고, 이에 따라 음속의 실험값이 부정확해져 오차가 발생했을 수 있다.
1. 목적 : 물체가 일정한 각속도로 원운동을 할 때 물체에 작용하는 구심력을 측정한다.2. 이론 : 물체가 원주 상을 일정한 속력으로 운동할 때 물체의 운동을 그 원주 상에 구속하는 힘인 구심력이 필요하다. 구심력은 항상 원의 중심을 향하고, 이때 구심력는 물체의 질량, 속력, 원의 반지름에 대하여의 관계가 있다.각속도를 쓰면이므로으로도 된다.단위 시간당의 회전수를 써서으로도 표현 가능하다.3. 실험방법① 수준기를 실험대 위에 올려놓고 4개의 조절나사를 이용해서 실험대를 수평으로 조절한다.② 그림과 같이 물체M을 수평 막대B에 매어달되 뒤에 용수철이 늘어날 때 용수철이 거의 수평이 되도록 실의 길이를 조절하고, 질량M의 수직 연장선과 밑 바늘P의 연장선이 일치하도록 조절한다.③ 회전축과 질량M사이를 용수철로 연결하고, 회전축을 서서히 회전시킨다.④ 회전속도를 증가시킬수록 질량M과 기둥H사이의 거리가 점점 증가할 것이다.질량M이 B와 이루는 각이 수직이 될 때, 즉 측면에서 관측하여 M과 P의 연장선이 일치할 때, 그때의 단위시간당 회전수를 기록해둔다.(M과 B가 수직이 될 때 초시계를 이용해서 1바퀴 돌 때의 시간을 측정하여'회전수(n)/시간(s)'으로부터 단위시간당 회전수를 구할 수 있다.)⑤ 회전축에서 물체의 질량 중심까지의 거리를 측정하여을 써서 구심력을계산한다.⑥ 회전을 정지시킨 후 그림의 점선 부분과 같이 추 m을 증가시키면서 질량M의 끝점이 바늘과 일치하게 되면, 이때의 추의 질량을 기록해 둔다.이는 용수철이 거리 x만큼 늘어났을 때의 구심력과 용수철이 가지는 복원력을 비교하기 위해서이다. 이때의 추의 무게는 구심력과 같다. 이 결과를 위에서 측정한값과 비교한다.⑦ 수평막대 B에 걸린 질량M의 위치와 P의 위치를 이동하여 물체를 이동하면서 위의 과정을 반복한 후,및의 관계를 검토한다.4. 결과값회수회전수소요시간(s)단위 시간당 회전수(n)111.780.5618211.750.5714311.680.5952평균회전수0.5761반경 및 물체 M과 m의 질량회수r(cm)M(g)m(g)117212.750.9구심력(F)47377.4736(dyne)복원력(f)49882.0(dyne)실험오차(%)5.02%(1) 측정값 (r = 17cm) (소수점은 소수점 다섯째자리에서 반올림)()=x 212.7(g) x() x 17(cm)= 47377.4736(dyne)= 50.9(g) x 980() = 49882(dyne)실험오차 = (2504.5264 / 49882) x 100 = 5.02% (소수점 셋째자리에서 반올림)(2) 측정값 (r = 22.5cm) (소수점은 소수점 다섯째자리에서 반올림)회수회전수소요시간(s)단위 시간당 회전수(n)111.390.7194211.420.7042311.350.7407평균회전수0.7214반경 및 물체 M과 m의 질량회수r(cm)M(g)m(g)122.5212.770.9구심력(F)98324.5621(dyne)복원력(f)69482.0(dyne)실험오차(%)41.51%()=x 212.7(g) x() x 22.5(cm)= 98324.5621(dyne)= 70.9(g) x 980() = 69482(dyne)실험오차 = (28842.5621 / 69482) x 100 = 41.51% (소수점 셋째자리에서 반올림)(3) 측정값 (r = 19.2cm) (소수점은 소수점 다섯째자리에서 반올림)회수회전수소요시간(s)단위 시간당 회전수(n)111.570.6369211.540.6493311.530.6536평균회전수0.6466반경 및 물체 M과 m의 질량회수r(cm)M(g)m(g)119.2212.760.9구심력(F)67406.2017(dyne)복원력(f)59682.0(dyne)실험오차(%)12.94%()=x 212.7(g) x() x 19.2(cm)= 67406.2017(dyne)= 60.9(g) x 980() = 59682(dyne)실험오차 = (7724.2017 / 59682) x 100 = 12.94% (소수점 셋째자리에서 반올림)(4) 측정값 (r = 24.5cm => 짐작한거리) (소수점은 소수점 다섯째자리에서 반올림)회수회전수소요시간(s)단위 시간당 회전수(n)111.300.7692211.320.7576311.280.7813평균회전수0.7694반경 및 물체 M과 m의 질량회수r(cm)M(g)m(g)124.5212.780.9구심력(F)121786.0865(dyne)복원력(f)79282.0(dyne)실험오차(%)53.61%()=x 212.7(g) x() x 24.5(cm)= 121786.0865(dyne)= 80.9(g) x 980() = 79282(dyne)실험오차 = (42504.0865 / 79282) x 100 = 53.61% (소수점 셋째자리에서 반올림)5. 결론 및 고찰이 실험은 회전하는 물체의 질량, 궤도 반지름에 따른 구심력과 복원력의 크기를 비교하는 실험이었다. 이번 실험에서 이론적으로는 복원력의 값과 구심력의 값이 같아야 한다. 하지만 복원력의 값과 구심력의 값에 많게는 53.61%의 오차율이 적게는 5.02%의 오차율이 발생했다. 오차는 발생했지만, 회전반경이 줄어들수록 구심력이 약해지는 것은 분명히 확인할 수 있었다.복원력의 값과 구심력의 값이 같지 않고 오차가 생기게 된 요인에는 어떤 것들이 있는지 생각해보았다.인데 여기서 잘못 측정했을 가능성이 있는 값들을 오차의 원인으로 생각해보았다.우선 단위 시간당 회전수에서 오차가 생겼을 수 있다.축구에서 승부차기를 할 때 골키퍼가 공을 보고 공을 막기에는 반응시간 때문에 역부족이다. 그래서 미리 선수의 움직임을 파악하고 움직이는 것처럼 사람은 어떤 것을 보고 반응 하는데 어느 정도의 반응 시간이 걸린다. 이에 따라 회전하는 것을 보고 사람이 반응하여 스톱워치를 누르는데 걸리는 시간에 따라 1회전 하는데 소요된 시간의 측정값이 약간 부정확해지기 때문에 단위 시간당 회전수에 오차가 생기고 결국 구심력의 값에 오차가 발생한 것 같다. 회전하다가 질량M과 밑 바늘P의 연장선이 딱 일치할 때를 정확하게 파악하기 힘들었던 것 또한 오차의 원인이 될 것 같다.이번에는에 대해 오차의 원인을 생각해 보겠다.질량M의 수직 연장선과 밑 바늘의 연장선이 일치하도록 조절하는 과정에서 밑 구멍의 개수가 많이 있지 않았기 때문에 수평을 유지하며 연장선을 일치하도록 조절하기가 어려웠다. 그래서 마지막 측정 같은 경우는 구멍의 개수가 모자라 조원끼리 어느 정도 짐작을 한 값으로 r을 적어서 계산 했더니 오차가 53.61%로 다른 값보다 더 크게 나온 것이다.
힘의평형(합성)레포트
