[연세대학교] 일반물리학및실험(1) / 공학물리학및실험(1) 9. 역학적 파동 실험 결과레포트

소개글

"[연세대학교] 일반물리학및실험(1) / 공학물리학및실험(1) 9. 역학적 파동 실험 결과레포트"에 대한 내용입니다.

목차

1. 실험 결과
2. 결과 분석
3. 토의 및 건의 사항
4. 참고 문헌

본문내용

5. 실험 결과
Experiment 1. Standing Waves on a String, Part I
실험 1에서는 줄의 길이 과 장력 가 일정할 때 진동수 를 변화시키면서 정상파가 언제 관찰되는 지 그 진동수를 찾았다. 이 실험의 목적은 이러한 과정을 통해 사용한 줄의 선밀도 를 계산하는 것에 있었다. 첫 번째 실험에서는 약 500 g의 질량을 가지는 추 2개로 인한 중력을 장력으로 하여 실험하였다. 실험 결과는 표 1과 같다.

표 1 추가 2개일 때 정상파가 형성되는 진동수

이론에 의하면, 양 끝이 고정되어 있는 (고정단) 길이 인 줄에서 줄에 걸린 장력의 크기를 , 줄의 선밀도를 라 했을 때 줄을 따라 진행하는 파장이 인 파동의 속력은 로 나타낼 수 있다. 또한, 정상파는( )인 조건을 만족하는 경우에만 발생한다. 즉, 배 하모닉 (harmonic)의 진동수는 을 만족하게 되고, 이 모두를 종합하면 가 된다. 장력은 곧 추의 무게와 같고, 위 식을 줄의 선밀도에 관해 풀면 이다. 여기서 , 의 값은 고정되어 있고 는 상수이므로 선밀도 값은 과 의 비에 따라 아래 표와 같이 결정된다. 참고로, 중력가속도 값 는 문헌에 수록된 표준 중력과 비교하여 알아보았다. 표준 중력은 다음과 같이 구할 수 있다. 위도가 (°)인 지점에서 표준 중력은 sin sin m/s2과 같다. 또한 Google Earth 프로그램을 이용해 연세대학교 국제캠퍼스의 위도를 조사해 본 결과 북위 37.384°이므로 위 식에 대입하면 실험실에서의 표준 중력가속도는 m/s2이다.

참고 자료

Hugh D. Young and Roger A. Freedman, University Physics with Modern Physics (14th Ed.), Pearson, 2016.