연세대학교 일반물리(1) 결과보고서 1-08. 진자의운동(물리진자, 비틀림진자)(A+)

목차

1. 실험결과
1) 실험1. Rod pendulum
2) 실험2. Disk pendulum
3) 실험3. Torsion constant(k)
4) 실험4. Torsion oscillation of disk

2. 결과분석

3. 토의 및 건의사항

본문내용

5)실험결과
▶ 실험1. Rod pendulum
이론 값은 식 T=2π√((L^2+12x^2)/12gx)에 의해 구할 수 있다. 막대의 전체 길이 L는 50cm였고, x1=23, x2=16.1, x3=8.35 cm였다.
첫 번째 Rod pendulum 실험을 통하여 진자의 운동은 단순 조화 운동이 아니라는 것을 알 수 있었다. 막대의 진자 운동의 주기를 구하는 식 T=2π√((L^2+12x^2)/12gx)을 통해서도 알 수 있듯이 질량에 따라 주기가 달라지지 않는 것을 확인할 수 있다.

▶ 실험2. Disk pendulum
원반 진자의 주기는 식 T=2π√((R^2+2x^2)/2gx)로 구할 수 있다. 원반의 반지름은 10cm였고, 중심으로부터 O1까지의 거리는 9cm, O2까지는 7cm, O3까지는 5cm였다. 원반 진자의 운동의 실험에서도 마찬가지로 오차율이 크게 나지는 않았지만 오차의 발생 원인으로 위와 마찬가지로 2차원적인 움직임이 아니라 3차원적인, 즉 전-후 방향으로도 움직임이 발생했다고 생각할 수 있다. 고정점의 위치가 바깥으로 이동할수록 진자의 길이가 길어져 주기가 느려지는 것은 아니었다.

< 중 략 >

6) 결과분석
이번 실험은 여러 가지 물체의 진자 운동과 비틀림 진동을 컴퓨터 인터페이스를 통해 관찰하고 주기를 측정하여 이론 값과 일치하는지를 알아보는 실험이었다. 첫째로 막대를 이용한 물리 진자 실험을 통해 물체의 질량과 주기 사이에는 아무런 관계가 없다는 사실을 도출하였다. 둘째로 원반진자 실험의 경우에서는 고정점에 따른 주기를 확인하였고, 고정점이 멀어지는 것과 주기는 특별한 관계를 찾아볼 순 없었다. 마지막으로 비틀림 진자 실험에서는 철사가 굵어졌을 때 비틀림 상수는 커졌으며, 주기가 짧아졌고, 진폭은 작았으며, 감쇠 진동을 더 명확히 확인할 수 있었다.
고등학교 때 배웠던 단진자의 주기가 T=2π√(L/g) 의 공식을 만족하여 길이가 늘어나면 날 수록 주기도 늘어 났었기 때문에, 일반적인 물리 진자 역시 길이와 주기가 비례하리라 생각 했었다.

참고 자료

물리학 사이트(http://phylab.yonsei.ac.kr/board.php?board=experiment&command=body&no=3)