Experiment 15 단순 조화 운동 실험 보고서

목차

1. 실험 목적

2. 이론

3. 실험 결과
1) 위아래로 움직이는 추의 위치-시간 운동은 어떤 함수로 표현이 되는가?
2) 로거프로의 곡선 추세선 기능을 활용해 데이터에 사인 곡선을 적용시킨다. 각 실험에서 시스템의 운동을 나타내는 방정식을 작성한다. 곡선 추세선의 A, B, C, D 변수값을 기록하고 단조화 운동방정식과 연관시켜 무엇을 의미하는지를 다음의 표에 작성하시오.
3) 위치-시간 그래프를 가속도-시간 그래프로 나타내시오
4) 추의 위치가 최고에서 최저로 변하면서 추에 작용하는 알짜 힘은 어떻게 변하는지 확인하여 F-t 그래프를 그리시오
5) 추의 위치와 작용한 알짜 힘의 관계를 알아보기 위하여 F-x그래프를 그리고 분석하시오.
6) 단조화운동하는 물체의 가속도와 힘의 관계를 힘-가속도 그래프로 나타내고 분석하시오.

4. 결론 및 토의

본문내용

1. 실험 목적
용수철의 운동 실험을 통하여 단순 조화 운동에 대하여 이해한다.

2. 이론
용수철에 물체를 매달면 스프링은 늘어난다. 물체를 잡아당겼다가 놓으면 위 아래로 움직일 것이다. 이 실험에서는 상하 운동을 확인하고 역학의 관점에서 단순 조화 운동에 대해 살펴볼 것이다.
용수철을 늘어나지 않은 평형점으로부터 아주 작은 거리 x만큼 늘이거나 압축하였다가 놓으면, 용수철은 물체에 힘을 가하게 된다. 이때 가해지는 힘 Fs와 압축된 거리 x는 다음과 같은 관계가 있다.
Fs=-kx
여기서 x는 평형점(x=0)으로부터의 물체의 변위이며, k는 용수철 상수이고 이 관계식을 훅의 법칙이라고 한다.
처음에 물체를 오른쪽으로 x만큼 당겼다가 놓았다고 하자. 용수철이 물체에 가하는 힘은 물체를 평형점으로 되돌아 가게 한다. 물체가 x=0을 향해 갈수록 용수철의 힘의 크기는 작아지게 되고, 평형점에서 힘은 0이된다.

참고 자료

없음