부산대학교 일반물리학실험(I) 단진자운동

소개

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목차

I. 실험 목적

II. 실험 원리

III. 실험 기구 및 재료

IV. 실험 방법

V. 측정값

VI. 실험 결과
1. 트래커와 엑셀을 이용하여 그린 추의 시간-위치 그래프 (그림 1~ 그림 10)
2. 트래커 프로그램을 사용하여 구한 추의 진자 운동의 주기

VII. 결과에 대한 논의

VIII. 결론

본문내용

실험 목적
추의 단진자 운동을 관찰하여 기록한 후, 트래커 프로그램을 이용하여 추의 운동 주기를 구하고, 엑셀을 이용해 추의 운동 그래프를 작성한다.

실험 원리
단진자 운동을 하는 물체가 임의의 위치에서 운동을 시작하여 같은 위치로 처음 돌아오는 데 걸리는 시간을 주기라고 한다. 트래커 프로그램을 이용하여 물체의 시간-위치 그래프를 얻어낸 후, 같은 좌표로 물체가 다시 돌아오는 동안의 시간을 1주기로 구한다.

<중 략>

실험 기구 및 재료
실(16cm,18cm,20cm,22cm,24cm), 500원 동전 5개, 테이프, 고무줄, 줄자, 카메라

실험 방법
1.길이가 다른 다섯 개의 실을 준비하여 추를 매달 수 있도록 테이프를 사용하여 고정하고 추를 구성하는 500원 동전을 개수를 바꿔가며 고무줄로 연결한다.
2.고무줄과 동전이 연결된 물체(추) 를 다시 실에 연결하여 진자 운동이 가능하도록 장치를 구성한다.
3.물체의 운동 영상을 찍을 카메라를 의자에 고정하고 난 후 물체의 운동 영상을 촬영한다. 이 때 적어도 추가 한 주기 이상 운동하도록 시간을 정하고 촬영한다. 실의 길이와 추의 질량에 따라서 영상을 10번을 촬영한다.
4.각각의 영상을 트래커 프로그램을 사용하여 추의 시간-위치 그래프를 구한다. 이 때 질점을 동전을 연결한 고무줄의 정중앙으로 잡고 프레임마다 직접 질점을 기록하여 추의 위치와 진자 운동의 주기를 구한다. 여기서 주기는 트래커에 나타난 추의 시간-위치 그래프에서 같은 위치에 있는 좌표간의 시간 차이를 구함으로써 알 수 있다.
5.트래커 프로그램을 사용하여 구한 운동의 기록을 엑셀로 옮겨 10가지 운동의 그래프를 각각 그린다. 이 때, x축은 시간(s), y축은 추의 위치 (mm)를 의미한다. 파란색 점으로 나타나는 계열 1은 추의 x좌표의 변화를 뜻하고, 주황색 점으로 나타나는 계열 2는 추의 y좌표의 변화를 뜻한다.

참고자료

· 대학물리학, 4판 2쇄, Randall D. Knight, 청문각, 2020년