서울시립대 물리학및실험1 레포트 [단진동 운동] A+

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목차

1. 실험목적

2. 실험이론

3. 실험장치

4. 실험방법

5. 데이터 분석

6. 고찰사항
(1) 카트의 질량,진폭 및 용수철의 힘상수가 변화할 때 계의 주기(또는 진동수)는 어떻게 변하는가?
(2) 감쇠 조화 진동에 대한 실험 결과의 마지막 열에서 구하는 √(〖w_o〗^2-w^2 )은 무얼 나타내는가?이론 부분의 식을 검토하여 생각해보시오.
(3) 강제 진동에서 드라이버의 주파수 변화에 따라서 무엇이 변하고 무엇이 일정한가?이로부터 공명 현상에 기여하는 것은 무엇인가?주이에서 공명 현상을 이용하는 예에는 어떤 것이 있는가?
(4) 추가 고찰:실생활에 이용하는 공명현상의 예를 찾아보면 공명현상은 굉장히 유용한 현상이다.그렇다면 이 공명현상은 우리에게 이로운 점만 가져다주는 현상일까?위험한 요소는 없을까?

본문내용

1. 실험목적:스프링에 연결된 카트의 운동을 통해 진동을 관찰하고 조화운동을 이해한다.
2. 실험이론:(조화운동:변화가 시간의 사인 함수 또는 코사인 함수로 표현되는 진동)
1) 단순 조화 진동.
훅 법칙:탄성이 있는 물체가 외력에 의해 변형이 되었을 때 원래의 모양으로 돌아오려고 저항하는 복원력의 크기와 변형의 정도의 관계를 나타내는 물리법칙.
F=-kx => F=-ma=-kx => x(t)=Acos(wt+Φ) [각 진동수 w=√(k/m),주기 T=2π/w ]
2) 감쇠 조화 진동:비보존력이 작용하게 되는 경우,계의 역학적 에너지는 시간에 따라 감소하는데, 이런 경우 운동이 감쇠된다고 말한다.
저항력 f=-bv ,물체에 작용하는 힘 F=-kx-bv =>x(t)=Ae^((-bt)/2m) sin⁡(wt+Φ),w=√(w_o^2-(b/2m)^2 )
3) 강제 진동:마찰력이 아닌 다른 외력이 작용하는 경우, 이 진동자를 강제 진동자라고 한다. 감쇠 진동계에서 계에 양의 일을 하는 외력을 가함으로써 에너지 손실을 보상하는 것이 가능하다.
A=√((F_o/m)/((w^2-〖w_o〗^2 )^2+(bw/m)^2 )), *공명:고유 진동수 근처에서 진폭이 급격하게 증가하는 현상 w=w_o=√(k/m)

참고 자료

없음