等速円運動の実験 　　【　目　標　】 　 物体を等速円運動させるときの向心力は，回転半径，回転周期および物体の質量などと， 　どのような関係があるかを調べる。

【　推　論　】 　図のように，回転運動をさせる物体Ｂを糸につけ，その糸を 鉛直にしたガラス管に通し，糸の他端に向心力を知るための 錘Ａをつるす。このガラス管を手に持って，Ｂを等速円運動を させる。このとき，回転半径ｒ0〔ｍ〕，回転周期をT〔ｓ〕，Ｂの 質量をｍ〔g〕とすると，向心力の大きさＦ0〔Ｎ〕は次のようにな る。 　　　　　　 　ここで図中の　Ｆ0　＝　Ｆｃｏｓθ　であり，ｒ0　＝　ｒ ｃｏｓθ　で あるので，上の式は，次のようにあらわすことができる。 　　　　　　　 　　【　実　験　】 （１）　物体Ｂの質量ｍ〔kg〕をはかる。　　　ｍ＝0.010kg （２）　物体Bに糸をつける。Ｂの中心から30，35，40，45ｃｍの 　　ところにインクで印（Ｐ点）をつける。

（３）　糸をガラス管に通し，糸の他端に錘Ａ（Ｍ〔ｋｇ〕）をつるす。　　Ｍ＝0.020ｋｇ　と　0.030ｋｇ （４）　ガラス管を手にもって，ガラス管を回転させてＢを水平面内で等速円運動をさせる。 　　このとき，Ｂが目の高さで回るように工夫するとよい。回転数を調節して，ガラス管の下端に 　　Ｐ点がきて静止するようにする。このとき，１０回転する時間を測定して，回転周期を求める。 　　　Ｍ＝0.020ｋｇのとき，平均　Ｔ＝0.66（ｓ） 　　　Ｍ＝0.030ｋｇのとき，平均　Ｔ＝0.55（ｓ） （５）　ガラス管の先端から錘Ｂの中心までの長さｒ（ｍ）をはかる。　ｒ＝0.22ｍ 　　【　考　察　】 　得られた測定値から，Ｆイクオールの式の左辺と右辺を別々に計算すると， 　両辺ともに 　　　Ｍ＝0.020ｋｇのとき，　0．20Ｎ 　　　Ｍ＝0.030ｋｇのとき，　0．29Ｎ　となり，上の等式が成り立つことが確認された。

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