연세대 일반/공학물리학및실험(1) 2020학년도 결과보고서 [실험 7. 단순 조화 운동]

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목차

1. 실험결과
1) 실험 1. 용수철 상수 측정
2) 실험 2. 용수철 진자의 운동
3) 실험 3. 단진자의 운동

2. 결과분석
1) 실험 1) 용수철 상수의 측정
2) 실험 2) 용수철 진자의 운동
3) 실험 3) 단진자의 운동

3. 토의 및 건의사항

4. 참고문헌

본문내용

실험 1. 용수철 상수 측정
먼저, 실험에서 사용할 추걸이와 원판형 추의 질량을 측정하였고, 측정 기준점을 용수철의 아래 끝부분으로 정하였다. 추걸이와 원판형 추를 용수철에 달아주면서 무게에 따른 용수철 길이 변화를 측정하였고, 그 결과는 표에 기록한 바와 같았다.
(표의 m은 추걸이(0.005kg)와 추의 질량을 합산한 값이고, x는 기준 위치로부터 용수철이 늘어난 길이이다. 유효숫자를 고려하여 나타내었다.)

아래 제시된 그래프는 표를 바탕으로 엑셀의 최소 자승법 기능을 활용하여 나타낸 선형 그래프의 기울기를 찾아 용수철 상수 k를 구한 것이다. ‘용수철에 가해지는 힘-용수철 길이 변량’의 관계는 다음과 같다.

실험 2. 용수철 진자의 운동
전자저울을 사용하여, 원통형 추의 질량을 측정하였다. 76.30g
용수철에 추를 연결한 후, 연직 방향으로 진동시킨 것을 영상으로 촬영하였다.
T-Y 그래프에서 피크의 T 좌표값을 구하고, 시간 간격의 평균값을 주기 T로 결정하였다.

3회의 실험을 통해 구한 주기 T의 평균값을 다시 구한 결과, 용수철에 0.07630kg의 물체가 매달려있을 때의 주기는 0.983초로 측정되었다.

참고 자료

Young & Freedman, University Physics (14th ed.), Pearson, 2016
http://phylab.yonsei.ac.kr/exp_ref/107_SHM_KOR.pdf