[자연과학] 일반물리학 實驗(실험) - 보다 진자를 이용한 중력가속도 측정(measurement)
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작성일 21-04-01 12:53본문
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[자연과학] 일반물리학 實驗(실험) - 보다 진자를 이용한 중력가속도 측정(measurement)
실험결과/물리
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[자연과학] 일반물리학 實驗(실험) - 보다 진자를 이용한 중력가속도 측정(measurement)
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보다 진자를 이용한 중력가속도 측정(測定)
1. 實驗 goal(목표)
보다 진자를 이용하여 특정 지점의 중력가속도 g를 측정(測定) 할 수 있따
2. 實驗 원리
보다 진자: 단진자 운동에서 발생하는 오차를 최소화 하기 위해 고안해 낸 단진자이다.
(2) 보다 진자를 5° 이내로 단진동시키고 주기 T를 측정(測定) 한다.
(3) 철사의 길이 l과 전자구의 반경 r을 측정(測定) 한다.
(4) 주기 T, 철사의 길이 l와 구의 반경 r을 식에 대입하여 중력가속도 g를 계산하고 표준중력가속도 (g=980cm/s2)와 비교한다.
(보다 진자→)
그림과 같은 강체의 중력에 의한 회전운동의 방정식은
으로 나타낼 수 있따 (는 연직선과 고정추 O와 무게중심 G를 잇는 직선 사이의 각, 공기 저항 무시)
θ가 상당히 작아지면 sinθ≒θ이므로
로 표시할 수 있고, π2
단진동의 주기를 T로 하면
, 이므로
중력가속도 g는
g= 로 나타낼 수 있따
I는 지점 O의 둘레의 관성모멘트인데 보다 진자의 경우
진자의 길이 h=l+r이고,
고체구의 관성모멘트는 2 이므로
I= M (l+r)2 + 2
∴g=ⅹ{(l+r)+}
따라서 주기 T, 철사의 길이 l와 구의 반경 r만으로 윗 식에서 g를 구할 수 있따
3. 實驗 기구 및 장치
-보다(Borda) 진자
-초시계 등 주기측정(測定) 장비
-미터자
-수준기
-버니어 캘리퍼
-철사나 구리줄(1m)
4. 實驗 방법
(1) 보다 진자를 수직이 되도록 고정시킨다.
5. 實驗 결과
(1) 구의 반지름(r): 버니어 캘리퍼로 측정(測定) 한 결과 5.8+(0.05x11)=6.35cm,
따라서 구의 반지름=3.175cm
(2) 실의 길이(l): 107.9cm
회
주기(초)
…(To be continued )
순서
다. 단진자 운동을 측정(測定) 할 때 추를 연결한 줄 낚싯줄이나 실일 경우 비틀림이 발생할 수 있는데, 줄의 부분을 강체로 만들게 되면 이런 오차를 최소화할 수 있따 Borda란 사람이 고안했으므로 Borda(보다)진자라고 부른다.