연세대학교 일반물리(1) 결과보고서 1-07. 단순조화운동과 강제진동(A+)

목차

1. 실험결과
1) 실험1. Spring constant
2) 실험2. Simple harmonic motion
3) 실험3. Forced oscillation.

2. 결과분석

본문내용

5) 실험결과
▶ 실험1. Spring constant
첫번째 실험에서는 훅의 법칙에 따라 F=kx가 되고, k=F/x라는 식을 유도할 수 있다. 따라서 힘F와 늘어난 길이x를 알면 우리가 원하는 k를 구할 수 있으므로 용수철저울에 추를 걸어서 늘어나는 길이를 측정하였다. 지금까지 해오던 방법과는 달리 용수철 상수를 모션 센서와 데이터 스튜디오를 통해 직접 구하는 과정으로, 용수철상수 k는 2.74 로 측정되었다. 모션센서가 민감하여 매우 작은 움직임까지도 기록되기 때문에 다소 측정이 어려웠지만 용수철의 늘어난 길이를 자로 재서 용수철 상수를 구하는 방법보다는 정밀하다는 장점이 있다.

▶ 실험2. Simple harmonic motion
모션센서 감지용 걸이를 용수철에 걸고 힘을 주어 용수철에 매달린 물체의 운동이 단순조화 운동임을 확인하는 실험이었다. 또한 운동주기를 측정하여 이론값과 일치하는지를 확인해보는 실험도 있었다. 모션 센서를 통해 기록된 그래프를 보면, 이 운동이 단순조화운동임을 확인할 수 있었다. 다섯 번의 진동실험을 수행하였고, 각각의 진동그래프에서 차례대로 한 주기씩 총 다섯 주기의 데이터를 기록하였고, 총 평균을 내본 결과 진동의 주기T는 0.8930s로 측정 되었다.

< 중 략 >

6) 결과분석
▶실험 1 결과분석
스프링에 매달린 물체의 운동이 단순 조화 운동임을 컴퓨터를 통해서 확인하고 운동주기를 측정하는 실험이었다. 다시 말해 단순 조화운동과 강제진동에 대해 이해하는 것을 그 목적으로 한다.
첫 번째 실험은 바로 스프링 상수를 결정하는 실험이었다. 가장 먼저 스프링의 한쪽 끝에 매달 때 늘어난 길이를 측정하여 스프링 상수를 결정하는 것이었다. 이번 실험에서 스프링 상수는 K 3.01 라는 값이 나옴을 우리는 쉽게 그래프의 기울기를 통해서 구해 볼 수 있었다. 스프링 상수는 스프링이 가지고 있는 고유의 값으로서 스프링 상수가 크면 클수록 스프링이 원래 모습으로 돌아오려는 힘이 상대적으로 강해진다는 것을 조사를 통해 알 수 있었다.

참고 자료

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