[일반물리실험]Driven Harmonic Motion

소개글

스프링에 매달린 질량의 운동이 단순 조화 운동임을 실 험을 통해서 확인하고 운동주기를 구한다.
또 물체의 운동에너지와 위치에너지의 교환을 이해한 다.

목차

1.실험제목
2.실험목표
3.실험장치
4.이론
5.실험방법

본문내용

4. 이론
평형상태를 갖는 모든 계의 작은 변화에 대하여 평형상태를 유지 하려는 특성을 갖는다. 역학계에서 되돌아오려는 특성을 복원력으 로 나타내고 특히 평형상태로부터의 변화가 작을 때 복원력의 크기 는 변화의 정도에 비례한다. 또 역학계는 운동 상태를 그래도 유지 하려는 관성도 가지고 있다.
이 복원력과 관성이 함께 나타낼 때 계는 단조화 운동을 하게 된 다. 용수철에 매달린 물체, LC전기진동 고체 물체나 분자 내에서의 원자의 진동 등 많은 현상이 물리계에서 단조화 운동으로 나타나기 때문에 단조화 운동은 매우 중요시 되고 있다.
먼저 중력 하에서 용수철에 매달린 물체의 상하운동을 살펴본다.
중력가속도를 g, 용수철 상수를 k, 물체의 질량을 M, 늘어난 길이 를 X라 하면용수철이 물체에 미치는 복원력은 -kx이고 물체에 가 해진 알짜 힘은 f=Mg-kx이고 운동법칙으로부터 를 얻는다.
이 방정식의 일반해는 로 여기서 각속도는 이고 주기 T는 이다.
진폭 과 위상 는 초기조건(즉, t=0에서의 늘어난 길이 x와 속 력)으로부터

이상의 결과는 용수철의 질량을 무시하고 또 용수철에 매달린 물 체를 입자로 간주할 경우에 적용된다.

참고 자료

없음