단진자에 의한 중력 가속도 측정

소개글

서울과학기술대학교의 물리학및실험1 과목에서 A+를 받게 해준 보고서입니다.

목차

1. 실험 제목
2. 실험 목적
3. 실험 기구
4. 원리 및 이론, 실험 방법
5. 실험치 (실험 데이터)
7. 결론

본문내용

1. 실험 제목: 단진자에 의한 중력 가속도 측정

2. 실험 목적
: Borda 진자의 주기와 길이를 측정하여 그 지점의 중력가속도 g를 구한다.

3. 실험 기구: Borda 진자, 초시계, 미터자

4. 원리 및 이론, 실험 방법
원리 및 이론
1) 단진자의 경우
단진자는 추를 달아서 질량이 무시되는 길이 인 끈에 질량 인 추가 추 중심에서 진자 끝까지의 거리가 이 되도록 매달려 주기 운동하는 것이다. 이때 인 추가 되돌아가려는 힘인 복원력이 존재한다. 이 복원은 다음과 같이 주어진다.

2) 물리진자의 경우
물리진자는 질량 인 강체가 임의의 회전축 를 중심으로 연직선 내에서 진동하는 것이고 복합 진자, 실체 진자라고도 한다. Borda 진자는 여기에 해당된다. 물리진자의 운동방정식은 으로 주어진다. 이때 d는 회전축 중심 로부터 물리진자의 질량 중심 까지의 거리이다. 여기서 I는 진자의 관성모멘트이다.

▶ 실험 방법
① 이론에 나와있는 첫 번째 그림과 같이 실로 추를 매단다.
② 추를 작은 진폭으로 진동 시킨다.
③ 진동의 시작점을 정하고 20번 진동 할 때마다 시간을 측정하여 진동 주기 를 구한다.
④ 진자의 길이 과 추의 반경 을 5회 측정하여 평균값을 구한다.
⑤ 무거운 추와 가벼운 추로 각각 다른 길이의 실에 대하여 반복 실험한다.

<주의>
- 진폭이 작을 경우 100회 진동을 못할수도 있음
- 진폭이 크면 진동 중 스탠드에 부딪히는 경우가 발생할 수 있음.

7. 결론
이번 실험은 진자의 주기와 길이를 측정하여 그 지점의 중력가속도 g를 구하는 것입니다. 진자가 60~100회 진동할 수 있는 최소한의 진폭으로 움직이는 주기를 구합니다. 이 실험에서는 진자의 길이, 추의 반경과 추의 무게를 달리하여 실험을 진행합니다. 그리고, 단진자의 중력가속도는 반지름 방향에 대한 운동 방정식과 접선 방향에 대한 운동 방정식, 그리고 각속도

참고 자료

일반물리학실험 서울과학기술대학교 물리실험실편 / 북스힐 / 2020년 3월 5일