진자운동, 물의 정상파 실험

소개글

진자운동과 물의 정상파에 대한 실험입니다

목차

1. Introduction
2. Theory
3. Experiment set-up and procedure
4. Result and analysis
5. Conclusion
6. Reference

본문내용

1. Introduction
우리는 이번 실험에서 진자 운동와 수파를 관찰해 보았다. 먼저 진자 운동의 경우에는 이론적으로 근사해서 계산할 수 있는 주기와 실험적으로 측정한 주기를 비교해 보았고, 수파의 경우에는 진동수를 조절하여 정상파를 만들고 파장과 진동수를 측정하여 파의 속도도 구해 보았다.


2. Theory
1) 진자운동
진자운동의 운동을 살펴보면 진폭 가 매우 작기 때문에 라는 가정 또한 할 수 있게 된다. 따라서 진자에 작용하는 토크는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

한편, 이므로 이 성립하게 된다. 따라서 가 되고 주기 이 된다. 또 물체의 회전관성을 으로 나타낸다. 이를 대입하여 위의 주기 를 다시 쓰면 이라는 사실을 알 수 있다.

2) 정상파

정상파의 파동 함수는 다음과 같다.

정상파를 분석하기 위해 다음의 두 파동을 생각해보자.

두 파동의 중첩원리를 적용하여 다음의 합성파동을 얻는다.

3. Experiment set-up and procedure
진자운동
[1] 진자를 30도 이내로 살짝 당겼다가 놓아 준 후 주기를 측정한다.
[2] 진자의 길이를 잰 후 주기의 이론값을 계산하여 실험값과 비교한다.
Water wave
[1] 장치의 진동수를 어느 정도 올린 후 정상파가 형성되도록 기다린다.
[2] 정상파가 만들어지면 진동수와 파장을 측정한다.

참고 자료

Raymond A. Serway, John W. Jewett , "Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics" 6th edition ,Chap 15 Oscillation Motion, Chap 18 Superposition and Standing Waves (2005)
Richard wolfson, "Essential university physics" Volume 1, Chap 13, Chap 14 (2007)