단진자리포트

소개

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목차

1. 실험목적

2. 실험원리
1) 단진자와 물리진자
2) 에너지 보존법칙으로 나타낸 단진자

3. 기구 및 장치

4. 실험방법
1) 실험방법
2) 실험방법에 대한 공식

5. 실험결과
1) 실험 실측값
2) 실험데이터 분석
3) 실험결과 분석

본문내용

1. 실험목적

단진자를 써서 위치에너지와 운동에너지가 보존되는 역학적 에너지 보존법칙을 실험한다.

2. 실험원리

1) 단진자와 물리진자

우선 단진자란, 고정된 점과 일정한 거리를 유지하면서 중력에 의해 운동하는 진동자로, 질량을 무시할 수 있고 늘어나지 않는 줄을 써서 추를 매달아 자유롭게 흔들릴 수 있도록 한 것이다[2].

단진자를 생각하면 물리진자가 떠오르는데 [그림1-1]을 보면 알 수 있듯이 둘은 엄연히 다르다. 물리진자는 연직 방향에 수직인 축에 대해 자유롭게 회전할 수 있는 강체의 진동으로 단진자와 달리 운동을 분석하기 위해서는 회전운동이 반드시 필요하다. 물리진동을 하는 물체 자체에는, 단진동처럼 줄의 끝 물체에 질량중심이 있는 것이 아니기 때문이다. 단진자는 질량 중심만 움직이기 때문에 그 자체는 회전 하지도 않고, 그래서 회전운동을 고려하지 않는다[3].

2) 에너지 보존법칙으로 나타낸 단진자

단진자의 주기는 역학적 에너지의 에너지 보존법칙에 의해 나타낼 수 있다. 그 에너지는 형태에 따라 운동에너지, 위치에너지, 탄성에너지, 열에너지, 전기에너지, 화학에너지 등 여러 가지가 존재 한다. 어떤 계에서 에너지는 형태는 다르지만 그 안의 총량은 항상 일정하다는 것이 에너지 보존법칙이다. [그림1-2]에서 질량이 임의의 위치에서 가지는 에너지는 그 외 위치에너지와 운동에너지의 합으로 다음과 같이 나타낼 수 있다.

< 중 략 >

3. 기구 및 장치

스탠드, 면도날, 먹지, 방안지, 추 걸이, 추(200g~500g), 클램프, 가는 나일론 실, 자, 소형나사

4. 실험방법

1) 실험방법

⓵ C형 클램프를 고정한 뒤, 두 쇠 봉을 연결하여 C형 클램프에 나사로 고정시킨다.
⓶ 쇠 봉에 직각 클램프를 고정한 다음에 면도날 고정대의 나사가 위쪽을 향하도록 고정시키고 면도날을 끼우고, 이때 면도날에 베이지 않게 청테이프로 씌우개를 만들어 끼워준다.

참고자료

· 일반물리학실험, 김용민 외, 도서출판 주) 북스힐 (2013)
· http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1079838&cid=40942&categoryId=32237
· 네이버 지식백과
· http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=3536968&cid=58577&categoryId=58577
· 네이버 지식백과