[일반물리실험1] A+ 용수철 진동과 공진 보고서

소개글

전남대학교 공과대학, 2021 일반물리실험1, A+

목차

1)실험목적
2)실험이론
3)실험준비물
4)실험 전 유의 사항
5)실험 과정
6)실험결과
7)토론

본문내용

●실험 준비물
여러 가지 용수철, 여러 가지 질량 추, 스탠드, 클램프, 줄자

●실험 전 유의 사항
-용수철 상수 측정 정확도를 높일 방법: 용수철을 걸고 한 번 손으로 잡아 진동을 최소화한다.
-알아본 이론적 상황과 달리 중력도 작용하고 있는 실험임을 간과하면 안 된다.

●실험 과정
1. 용수철 상수 측정
1)실험 방법
(1)스탠드에 용수철의 한 쪽 끝을 고정하고, 용수철을 매단 후, 추의 변위를 통해 용수철 상수 k를 구한다.
(2)용수철을 교체할 때마다 같은 과정을 반복한다.
*줄자의 눈금은 용수철에 끼운 붉은 물체를 기준으로 읽는다.
*한 용수철에서 추의 질량에 변화를 주며 용수철 상수를 5개 도출한다. 최빈값을 k로 하고, 5개의 값 모두 다른 경우 평균을 k로 한다.

< 중 략 >

3. 강제 진동
1)실험 방법
5번 용수철에 100g이 추를 매달고 첫번째 실험처럼 세팅한다. 스탠드에서 용수철이 고정된 부분에 손가락으로 주기적으로 힘을 가한다. 주기를 점점 늘리며 추의 진폭 변화 양상, 추의 최대 진폭을 관찰한다.
2)측정 결과
물체의 진폭이 가장 클 때에 비해 손으로 가하는 진동의 주기가 작거나, 크면 물체의 진폭 변화가 작았다.
진폭이 최대일 때, 평형점으로부터 최하점까지 변위 3cm, 최고점까지 변위5cm
3)외부 힘으로 물체 고유진동수와 같은 진동수의 진동이 가해지면 진폭이 커지는 이유
그네를 밀어주는 상황을 생각하자. 왕복하고 있는 그네를 밀어줄 때, 그네가 다가올 때가 아닌 미는 사람에게서 멀어지는 순간에 밀어야 당연히 그네는 더 멀리 나간다. 이와 마찬가지로 위 실험에서 추가 위아래로 진동할 때, 아래로 내려가는 순간 마다 힘을 가하면 추의 진폭은 커질 수밖에 없다. 그렇기 때문에 고유진동수와 같은 진동수의 진동을 가하면 용수철이 멀어지는 순간마다 힘이 가해져 진폭이 커지는 것이다.

참고 자료

없음