2022년 전남대학교 일반물리실험1 실험 7. 용수철 진동과 공진 [A+]

소개

해당과목 A+ 받았습니다.
최신 교육과정이 적용된 일반물리실험1 모든 보고서를 저렴하게 판매중입니다.

목차

1. 용수철 상수 k 측정하기
2. 용수철 진동 중 에너지 변환
3. 고유 진동수
4. 강제 진동

본문내용

1. 용수철 상수 k 측정하기
(1) 용수철의 한쪽 끝을 스탠드에 고정한다.
(2) 질량이 다른 몇 개의 추를 용수철에 매달아 늘어난 길이를 측정하고 이로부터 용수철 상수 k를 구한다. 사용한 질량에 따라 용수철 상수 k의 값은 어떻게 달라지는가?
(3) 이후 실험 중 용수철을 교체하게 될 때마다 같은 방법으로 k 값을 측정한다.

2. 용수철 진동 중 에너지 변환
(1) 용수철에 적당한 질량의 추를 걸고 평형상태에서 용수철을 조금 더 잡아당긴 뒤 그 위치(h1)를 측정한다. 이제 추를 놓으면 추가 상하로 진동할 것이다. 추가 최고점에 올라갔을 때의 위치(h2)를 측정한다.
용수철에 추 230g을 매달고 h1이 5cm가 되도록 잡아당긴 뒤 놓아 진동시켰을 때 h2는 4.3cm였다.
평형상태일 때 추의 높이는 20cm이다.

(2) 추가 운동하는 동안 최고점, 중앙점, 최저점에서 중력 위치 에너지와 탄성 위치에너지, 운동 에너지를 각각 구해보라. (중앙점에서의 운동 에너지는 측정이 불가능하므로 비워둔다.)
5번째 용수철 0g = 11cm (k = 24.2 kg/s²)
200g = 19.5cm
중력 위치 에너지 = mgh

(3) 총에너지가 보존된다는 가정 하에 중앙점에서의 운동 에너지를 추측하고, 그에 따른 물체의 속력을 추정해보라.
총에너지가 보존된다면 최저점에서의 역학적 에너지가 일정하게 유지되어야 한다. 따라서 중앙점 에서의 총에너지인 (0.1401+?)J은 0.J이므로 운동 에너지를 0.J이라고 추측할 수 있다.

(4) 만일 총에너지가 보존이 안 된다면 어떤 이유이겠는가?
중력에 의한 추의 힘 값과 용수철 자체의 마찰로 인해 에너지가 손실될 수 있고, 추가 받는 공기저항에 의해서도 역학적 에너지가 보존이 되지 않을 수 있다.

참고자료

· 없음