강제진동

소개글

1. 실험제목
2. 실험목적
3. 실험원리
4. 실험기구 및 장치
5. 실험방법
6. 결과 데이터
7. 질문사항, 손가락 질문
8. 결과및 토의(오차해석)

목차

1. 실험제목
2. 실험목적
3. 실험원리
4. 실험기구 및 장치
5. 실험방법
6. 결과 데이터
7. 질문사항, 손가락 질문
8. 결과및 토의(오차해석)

본문내용

1. 실험제목
- 강제진동

2. 실험목적
- 외부힘(일정한 진동수를 갖는)이 가해지는 강제진동의 경우, 스프링계의 고유진동수 근처에서 운동양상을 관찰하고 물리계의 고유진동수를 이해한다.

3. 실험원리
- (1) 강제 진동운동

앞의 단순조화운동과 같이 진동계를 진동시키면 계는 고유(자연)진동수로 진동한다.
그러나, 이러한 계가 고유 진동수로 진동하도록 놓아두기보다 특정한 진동수로 진동하도록 외부힘을 가하는 경우를생각해보자. 예를 들어 왼쪽의 그림과 같이 용수철의 질량을 일정한 진동수 f로 밀고 당길 수 있다.
계에 외력 (Fext = F0coswt)이 가해질 때 진동의 양상은 달라지게 되고 식 (1)은 다음과 같이 표현할수 있을것이다.

F = Mg - kx + F0coswt, Mx`` + kx = Mg + F0coswt

M으로 나누고 w0 = (k/M)1/2 라 놓고 식을 정리하면

x`` + w02x = g + (F0/M)coswt (12)

질량이 정지상태에서 강제진동 한 경우, 즉, 초기조건 ( t = 0일 때 x = x` = 0 ) 하에 미분방적식을 풀면,

x(t) = Acos(wt) (13)

의 형태가 된다.


4. 실험기구 및 장치

- ① 인터페이스 ② 운동센서 ③ 파동발생기 ④ 전원공급기 ⑤ 받침대 ⑥ 지지막대
⑦ 질량물체와 추걸이 세트 ⑧ 용수철







5. 실험방법

- ① 모션 센서의 stereo phone plugs를 interface의 Digital Channels 1과 2에 연결하라. 노랑 플러그를 Digital
Channel 1에, 검정 플러그를 Digital Channel 2에 꽂아라.
② 전력 공급기의 DIN plug를 interface의 Analog Channel A에 연결하라. 전력 코드를 전력 공급기의 뒤에 꽂고 전력 코드를 적절한 전기 콘센트에 연결하라. 아직 전력 공급기를 켜지 마라.
③ 바탕화면에 있는 DHM.ds 파일을 열어라.
④ 스프링을 wave driver의 끝에 달아라. 전력 공급기의 SIGNAL OUTPUT 잭에서 나온 패치 코드를
wave driver 의 입력 잭에 연결하라.
⑤ 스프링의 끝에 추걸이를 달아라. 추걸이에 100g의 질량을 올린다.
⑥ 이들의 총 질량을 기록하라.
⑦ 위의 그림과 같이 추걸이 아래쪽에 모션 센서를 놓아라.
⑧ 전력 공급기를 켜라. 질량이 진동하지 않는 것을 확인하라.
⑨ 파동발생기의 잠금쇠를 Unlock으로 한다.
⑩ Signal Generator의 주파수를 주어진 주파수중 하나로 맞추어라.
⑪ Start 버튼을 눌러 데이터 측정을 시작하라.

참고 자료

없음