(일반물리학실험) 단진자의 운동과 중력

소개글

실험에서는 이러한 단진자에 대하여 포토게이트 센서를 이용하여 주기를 측정하고 진자의 길이와 추의 질량을 달리하였을 때 단진자의 주기가 어떻게 변하는지를 확인한다. 또한 측정된 주기로 중력가속도 값을 계산하고 진자의 위치에너지와 운동에너지를 측정한 것을 통해 에너지가 보존 되는 것을 증명하여 보기로 한다.

목차

1. 개요 (Introduction)

2. 이론 (Theory)
1) 단조화 운동하는 입자(Particle in Simple Harmonic Motion)
2) 단진자 운동방정식과 해
3) 단진자의 역학적 에너지 보존

3. 실험장치 및 실험절차 (Apparatus & Procedure)
1) 실험 도구
2) 실험 장치
3) 실험 절차

4. 데이터 및 결과 (Data & Results)
1) 진자의 길이 변화에 따른 주기 변화 측정 결과
2) 진자의 질량 변화에 대한 진자의 주기 변화 측정
3) 진폭 변화에 대한 주기 측정과 역학적 에너지 보존 확인

5. 오차분석 (Error Analysis)

6. 토의 (Discussion)

7. 참고문헌 (References)

본문내용

Ⅰ. 개요 (Introduction)
진자의 반복적인 흔들림은 진동 운동의 대표적 예이다. 이번 단진자의 운동과 중력 실험에서 주요 대상은 단진자로 이는 길이가 고정되고 질량을 무시할 수 있는 실에 추를 달아 중력에 의해 운동하는 진자를 의미핚다. 주기 운동을 하는 역학적인 계로써 진자가 이루는 각도 가 10 이내로 작다면 단조화 운동으로 모형화하여 설명할 수 있다. 실험에서는 이러한 단진자에 대하여 포토게이트 센서를 이용하여 주기를 측정하고 진자의 길이와 추의 질량을 달리하였을 때 단진자의 주기가 어떻게 변하는지를 확인한다. 또한 측정된 주기로 중력가속도 값을 계산하고 진자의 위치에너지와 운동에너지를 측정한 것을 통해 에너지가 보존 되는 것을 증명하여 보기로 한다.

Ⅱ. 이론 (Theory)
1) 단조화 운동하는 입자(Particle in Simple Harmonic Motion)
용수철 끝에 매달린 물체를 평형 위치로부터 변위시킨 후에 놓으면 이 알짜힘을 받는 입자는 가속도를 갖고 운동한다.

참고 자료

Raymond A. Serway, John W. Jewltt, 대학 물리학Ⅰ,북스힐(CENGAGE), 2019,351-369p
일반 물리학 실험, 북스힐