연세대 일반/공학물리학및실험(1) 2020학년도 결과보고서 [실험 9. 역학적 파동]

소개글

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목차

1. 실험결과
1) 실험 1. 횡파의 정상파 1
2) 실험 2. 횡파의 정상파 2
3) 실험 3. 종파의 정상파 1
4) 실험 4. 종파의 정상파 2

2. 결과분석
1) 실험 1) 횡파의 정상파 1
2) 실험 2) 횡파의 정상파 2
3) 실험 3) 종파의 정상파 1
4) 실험 4) 종파의 정상파 2

3. 토의 및 건의사항

4. 참고문헌

본문내용

5. 실험결과

실험 1. 횡파의 정상파 1
줄에 걸린 추의 질량을 일정하게 유지하여 장력 와 줄의 길이 L 은 일정하게 유지 시켰다. 줄에 나타나는 파동의 진동수를 변화시키며 관찰되는 배(antinode)의 개수 n에 따른 진동수 을 찾았다. 3회씩 실험을 반복하였다.

<중 략>

6. 결과분석
이번 실험에서는 줄을 통해 전파되는 횡파에 의해 형성되는 정상파를 관찰하고 정상파가 발생할 조건을 확인하여 선밀도 값을 구해보았다. 또한, 관을 통해 전파되는 종파에 의해 형성되는 정상파를 관찰하고 이때 음파의 속력을 측정하여 해당 온도에서의 실제 소리의 속력과 비교해보기도 하였다.

실험 1) 횡파의 정상파 1
실제 줄의 선밀도 와 실험으로 구한 선밀도를 비교하여, 오차율을 구한 것을 아래의 표에 기록하였다. 는 줄이 늘어나지 않는다고 가정하고, 줄 50m의 실제 질량 을 사용하여 계산한 값이다.
(오차율은 소수 둘째 자리까지 반올림하여 나타내었다.)

오차율 (%)
1) T=9.80N

0.60
2) T=4.90N

-2.69

실험결과의 그래프에서 확인할 수 있듯이, 와 은 서로 비례하는 관계에 있었다. 즉, 일정 길이, 일정 장력이 작용할 때 배의 수가 늘어남에 따라 그 정상파를 생성시키는 주파수의 값도 증가하였다. 작용하는 장력의 값이 클 때가, 의 크기가 더 크고, 과 사이의 간격도 크게 나타나는 것을 확인하였다. 장력의 크기가 작은 경우에서 선밀도의 실험값이 더 크게 나타났으며, 그 오차율도 조금 더 크게 나타났다.

실험 2) 횡파의 정상파 2
실제 줄의 선밀도 와 비교하여, 실험값과 이론값 사이의 오차율을 구한 것을 아래의 표에 기록하였다. 는 줄이 늘어나지 않는다고 가정하고, 줄 50m의 실제 질량 을 사용하여 계산한 값이다.
(오차율은 소수 둘째 자리까지 반올림하여 나타내었다.)

참고 자료

Young & Freedman, University Physics (14th ed.), Pearson, 2016
http://phylab.yonsei.ac.kr/exp_ref/109_Wave_KOR.pdf