[일반물리학실험]용수철의 단조화 운동

소개

"[일반물리학실험]용수철의 단조화 운동"에 대한 내용입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론 및 원리
3. 실험 기구 및 시약
4. 실험 방법
5. 실험 결과
6. 토의 사항

본문내용

1. 실험 목적
가. 용수철에 대한 후크의 법칙과 경사면을 따라 진동하는 추의 단순조화 진동을 살피고 주기를 구한다.
나. 용수철에 매달려 경사면을 따라 진동하는 추의 단순조화 진동을 살피고 주기를 구한다.

2. 실험 이론 및 원리
가. 실험 배경
용수철에 매달린 추는 용수철이 늘어난 길이에 비례하는 복원력을 받으므로 단순조화 진동을 하며, 그 진동주기 T는 추의 질량이 m, 용수철 상수 k의 함수로서 다음 식으로 결정된다. T = 2π sqrt {m/k}용수철의 탄성상수 k는 추에 작용하는 용수철의 복원력과 중력이 평형을 이루는 것을 이용하여 결정할 수 있다.

두 개의 용수철을 직렬 또는 병렬로 이어 쓰면 용수철의 유효 탄성상수의 값이 달라진다. 용수철의 질량을 무시하면 직렬연결의 경우 두 용수철이 각각 늘어난 길이가 더해지므로 전체적으로 늘어난 길이 X는 다음과 같다.

따라서 유효 탄성상수의 값은 다음과 같다.

두 개의 용수철이 동일하다면 K _{유효} = 1/2 K 가 된다. 병렬연결의 경우 두 용수철이 늘어난 길이가 같고, 이것이 전체적으로 늘어난 길이가 되므로 K _{유효} = k _{1} + k _{2} = 2k 이다.

나. 평형점과 늘어난 길이
1) 평형점 : 평형점은 경사대 위에 우리가 처음 수레를 올려놓았을 때 기울어진 경사면을 따라서 수레가 가만히 있을때의 위치이다.
2) 늘어난 길이 : 늘어난 길이는 처음 수레에서 질량조절추를 올려놓았을 때 1개 2개 3개 개수를 늘려가면서 질량조절추의 무게를 늘리면 힘을 그만큼 받기 때문에 내려가게 되는데 이때 이 내려온 위치에서 평형점이였을때의 수레의 위치를 뺀만큼이 늘어난 길이가 된다.

다. 진동
물체의 시간이 흐름에 따라 하나의 점을 중심으로 반복적으로 왔다갔다 하면서 움직이는 상태 혹은 어떤 물리적인 값이 일정 값을 기준으로 상하 요동을 보이는 상태이다.

참고자료

· 없음