단진자 운동

최초 등록일
2010.05.07
최종 저작일
2007.03
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물리학 및 실험 단진자 운동 결과레포트

목차

1. 목적
2. 원리
3. 기구 및 장치
4. 실험방법
◎ 실험 결과
◎ 분석

본문내용

1. 목적
단진자의 주기와 길이, 주기와 질량, 주기와 각도와의 관계를 알아보고 중력가속도의 값을 측정한다.
2. 원리
그림과 같이 질량을 무시할 수 있는 길이 인 끈에 질량 인 추가 매달려 주기운동을 하는 것을 단진자라고 하고 이때의 운동을 단진동 운동이라고 한다. 그림을 보면 알 수 있듯이 추가 되돌아가려는 힘 는
(1)
이다. 이때 는 단진자가 Z축과 이루는 각도이다. 만일, 진폭이 작아서 이라고 한다면 라고 할 수 있으므로 식(1)은
(2)
이 된다. 이 미분방적식의 해는
(3)
이다. 여기서 는 진폭이고 이다. 이므로
(4)
가 된다. 따라서,
(5)
이다. 그러므로, 이 식에서 와 을 알면 값을 구할 수 있다.
3. 기구 및 장치
삼각 스텐드, photogate with timer, 추 및 photogate 고정 클램프 2개, 단진자 고정장치, photogate 고정 막대, 단진자 3개(3종류), 추달린 각도기
4. 실험방법
* 각도를 변화시킬 때
(1) 단진자 한 개를 길이로 스탠드에 매단다.
(2) 단진자를 각도 만큼 벌린 후 각도계로 벌어진 각을 확인한다. (각도계 임의의 검정줄이 단진자를 매단 실과 일치하면 이 때 추와


◎ 분석
실험을 실시한 결과 첫 번째 실험(각도를 변화 시킬 때)을 제외하고는 실험이 비교적 잘 진행이 되었다는 것을 볼 수 있었다. 첫 번째 실험은 실제 계산값과 오차가 많이 나지는 않았지만 실험을 실시해서 주기를 그래프를 통해서 보니까 각도가 증가할 수 록 주기가 증가하는 그래프 양상을 나타내었다. 실제 이론상의 계산에서 사용한 식()에서 보듯이 각도에 대하여는 주기가 상관이 없는 것을 볼 수 있다. 실험을 하는 동안은 몰랐지만 실험을 하고 나서 결과를 통해 다시 실험과정에서의 잘못을 찾아본 결과 첫 번째 실험이다 보니 각도를 맞춰서 떨어트릴 때 아무런 힘을 가하지 않고 그냥 살며시 놓아야 하는데 그렇게 하지 못 했던 것 같다. 두 번째, 세 번째 실험을 진행하는 동안은 각도를 보는 사람과 진자를 놓는 사람과의 호흡이 익숙해져서 그런 점이 덜 나타난 것 같다. 실제로 첫 번째 실험을 하는 동안 각도를 보는 사람과 진자를 놓는 사람과의 호흡이 일치하지 않아서 여러 번 다시 실험을 한 경우도 있었다. 이런 미숙한 점이 실험결과상에서 나타났다. 하지만 0.01정도의 적은 차이라서

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없음

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