용수철 진자에 의한 역학적 에너지의 보존 (예비)

소개

잘쓰세요.

목차

실험제목

실험목적

실험방법

실험이론

실험장치

본문내용

평형상태를 갖는 모든 계는 작은 변화에 대하여 복원 특성을 갖는다.
특히 변화가 아주 작을 때는 그 복원력은 변화의 크기에 비례한다.
또한 운동 상태를 유지하려는 관성 특성도 가지고 있다. 이 두 가지 특성이 나타날 때 역학계는 단순 조화 운동(simple harmonic motion)을 하게 된다. 용수철에 매달린 물체, LC회로, 고체나 분자 내에서의 원자의 진동 등 많은 물리계에서 나타나며 따라서 물리학에서 매우 중요시되고 있는 운동이다. 본 실험에서는 중력장 내에서 수직으로 운동하는 용수철 진자의 단순조화운동을 관찰하여, 그 주기를 측정하고 탄성 위치에너지와 중력 위치에너지의 변환을 통한 역학적 에너지의 보존을 확인한다.

실험 방법 :
? 스크린을 설치하고 그 앞에 스탠드를 준비하고, I-CA 시스템을 설치한다.
[참고] 카메라는 구면수차를 감안하여 2~3m 뒤에 설치하고 줌을 조절하여 실험하기 좋은 화면을 맞춘다. 스탠드는 수직이 되도록 조정하고 그 면에 카메라를 수직이 되도록 맞춘다.
? 카메라 세팅이 끝나면, 기준자를 운동면에 놓고 화면을 캡처 스케일 및 좌표계를 설정한다.
? 스탠드에 용수철과 색상인식 추걸이를 걸고 화면을 촬영한다. 실험과정에서 될 수 있으면 용수철 이 흔들리지 않도록 안정시킨 후에 실험, 촬영한다.
? 용수철 상수를 결정한다. 추걸이에 추를 올려놓으면서 그 화면을 촬영한다.
[주의] 용수철 상수를 결정하기 위한 포인트는 5개 정도가 적당하며, 추를 올리고 안정시킨 후 길이를 측정할 수 있 게 한 후에 다음 추를 올려놓는다. 이때 추의 질량은 표시된 것과 다를 수 있으므로 직접 저울을 통해 실측한다 아 니면 실험 전에 미리 실측해 표시하여 놓는다.
? 측정메뉴 중 거리 구하기 기능을 통해 늘어난 길이를 측정한다. 늘어난 길이와 추의 무게에 해당하 는 힘의 관계로 추세선식을 구한다. 직선식으로 주어지는지 확인한다.

참고자료

· 없음