단조화운동 예비+결과

소개

실제실험으로 진행된 단조화운동 실험입니다.

목차

1.실험제목
2.실험목적
3.실험원리, 이론
4. 실험장비
5. 실험방법
6. 실험결과

본문내용

1.실험제목
단조화운동
2.실험목적
지난 시간에는 단조화운동을 컴퓨터를 통한 화상실험을 통해 다른 조건을 배제한 채 실험을 하였다. 이번 실험에서는 실제로 하게 되는데 그로 인한 발생된 오차를 생각할 기회가 될 것이다. 지난 시간처럼 단조화운동을 하는 물체의 운동방정식과 해를 알아보고 주기를 측정하여 단조화운동을 하는 물체를 기술하는 방법을 알아본다.
3.실험원리, 이론
물리학에서 단조화운동을 자연계의 수많은 현상들을 기술하는데 중요한 역할을 한다. 용수철에 매달린 물체가 일정한 주기를 가지고 왕복운동하는 것, 진자가 마찬가지로 왕복운동하는 것(), 교류가 흐른 때 RLC 전기회로에서의 전류가 일정한 주기를 가진 채 흐르는 것, (임피던스, 여기서 임피던스는 RLC회로에서 저항 비슷한 역할을 함.), 분자내의 원자의 진동 등을 근사적으로 단조화운동으로 기술될 수 있기 때문이다.(이를 종합해보면 단조화운동을 쉽게 말해 주기를 가지고 운동하는 왕복운동 이라고 생각할 수 있다.)
이 실험에서는 용수철에 매달린 물체를 실험 할 것이다. 몇가지 서로 다른 조건하에서 진동하는 물체의 운동상태를 관찰하고 주기를 측정하여 주어진 조건에 따라 진동하는 물체의운동상태가 어떻게 변하는지 알아본다.
위의 그림 처럼 물체가 두 개의 용수철 끝에 매달려 있는 경우를 살펴보자. 용수철 상수를 k, 물체 진량을 M, 평형점 로부터 늘어난 길이를 라고 하면 용수철이 물체에 작용하는 힘(복원력)은 훅의 법칙으로부터 다음과 같이 주어진다.
(즉, 같은 용수철을 병렬로 해도 용수철상수는 2k가 될 것이다.)
위 식에서 를 로 두면 물체의 운동방정식은
F=Ma=
이 미분방정식의 일반해는
이다. 여기서 는 진동하는 물체의 진폭, 는 각 진동수, α는 초기위상을 나타낸다. 따라서 를 이용하면 주기T는 다음과 같이 된다.
4. 실험장비
트랙, 수레, 저울, 용수철, 도르래, 수평계, 초시계, 실, 추와 추걸이
5. 실험방법
a. 수평면에서의 진동
수레의 질량을 측정하고 실

참고자료

· 없음