용수철의 조화운동

소개

용수철의 조화운동

목차

1. 실험 목적
2. 이론 및 원리
3. 실험 장치
4. 실험 방법
5. 참고 문헌

본문내용

1. 실험 목적
용수철에 대한 후크의 법칙과 용수철에 매달린 추의 질량과 진동주기와의 관계를 알아본다.

2. 이론 및 원리
어떤 물체에 작용하는 힘이 보존력 뿐이라면 그 물체의 운동 에너지 K와 위치 에너지 U의 합인 역학적 에너지 E는 언제나 일정하게 보존된다.
즉, K+U=E=일정

연직으로 매달려 있는 용수철 상수 K[N/m]의 가벼운 용수철 끝에 질량 m[kg]의 물체를 매달아 놓으면 용수철이 늘어나서 용수철의 탄성력과 중력 mg가 평형을 이루는 점에서 물체는 정지하게 된다.
이 점을 평형점이라 한다. 물체를 평형점으로부터 아래로 약간 당겼다가 가만히 놓으면 물체는 상하로 진동한다. 이와 같이 용수철에 매달려서 진동하는 물체를 용수철 진자라 한다.

물체가 평형점에서 x만큼 늘어났을 때 물체에는 인 탄성력이 작용한다. 물체에는 평형점을 향하여 변위의 크기에 비례하는 복원력이 작용하므로 물체는 단진동을 하게 되는 것이다.

참고자료

· 한국물리학회 편저, 일반물리학실험[개정판], 교문사, p118~119
· 한남대학물리학연구실, 일반물리학실험, 창학사, p63~64