일반 물리학 실험 및 실습 - 훅의 법칙, 진동과 에너지

소개글

목적) 용수철의 늘어나는 길이와 작용하는 힘의 관계를 이해한다.
용수철의 상수를 구해본다.
진동하는 계에서의 용수철과 카트의 운동을 이해한다.
진동하는 계에서의 탄성위치 에너지와 운동 에너지의 변화를 이해한다.

목차

1. 실험 목적 및 이론
2. 실험도구
3. 실험 방법 및 순서
4. 실험 결과
5. 질문과 답
6. 고찰

본문내용

1. 실험 목적 및 이론
목적) 용수철의 늘어나는 길이와 작용하는 힘의 관계를 이해한다.
용수철의 상수를 구해본다.
진동하는 계에서의 용수철과 카트의 운동을 이해한다.
진동하는 계에서의 탄성위치 에너지와 운동 에너지의 변화를 이해한다.

이론) 훅 법칙(Hooke’s law)은 용수철과 같이 탄성이 있는 물체가 외력에 의해 늘어나거나 줄어드는 등 변형되었을 때 자신의 원래 모습으로 돌아오려고 저항하는 복원력의 크기와 변형의 정도의 관계를 나타내는 물리 법칙이다.
금속 용수철이나 고무봉 등은 외부에서 힘이 가해지지 않았을 때 고유의 모양, 1차원적으로만 한정해 보면 자연적인 길이를 갖는다. 이런 자연스러운 길이는 외부에서 힘이 가해지면 늘어나거나 줄어들게 되는데, 이때 원래 모양으로 돌아오려는 복원력이 작용하게 되며 이런 성질을 탄성이라고 하며, 이런 성질이 강한 물체를 탄성체라고 부른다.
많은 탄성체에서는 변형의 정도가 작을 때 복원력과 변형량 사이에 비례관계가 성립한다. 이것을 그 발견자인 17 세기 영국 물리학자 로버트 훅의 이름을 기념하여 훅 법칙이라고 부른다. 훅 법칙은 판이나 봉의 휨 같은 다차원적인 변형에서도 똑같이 성립된다.

용수철이 가진 탄성력은 평형점으로 부터의 길이 변화 x와 용수철 상수 k에 비례하며 아래의 훅의 법칙으로 주어진다.

<중략>

3. 실험 방법 및 순서
<훅의 법칙>
1. Pasco 550 universal interface를 컴퓨터에 연결하고, Pasco 5550 universal interface과 컴퓨터를 킨다.
2. 바탕화면에서 Pasco Capstone을 실행한다.
3. Capstone의 왼쪽 상단의 장치 도구에서 Hardware Setup icon을 클릭하여 하드웨어 설정 창을 연다.

참고 자료

없음