연세대학교 공학/ 일반 물리학 및 실험 (1) 7주차 실험 - 단순 조화 운동 결과레포트

목차

1. 실험 결과 및 분석
2. 토의 및 결론
3. 참고 문헌

본문내용

● 토의 및 결론
이번 실험을 통하여 물체의 여러 가지 특이한 운동과 관련하여 이론에서 배운 공식들을 확인해 볼 수 있었다.

실험 1을 통해서는 용수철 상수를 구해볼 수 있었다.
평형점 조건
힘의 정의(탄성력의 정의)
를 통하여 용수철 상수의 값을 구해볼 수 있었다.
추걸이의 특정 부분을 기준으로 하였는데 이 부분이 자와 수평상태가 아니었을 수 있던 점,
자와 추걸이 사이에 약간의 거리가 있어서 거리를 잴 때 수평으로 재지 못하였을 수 있는 점등에서 약간의 오차가 발생되었으나 시행끼리 거의 비슷하여 유의미한 수치가 도출되었다.
실험을 통해서 또한 질량과 늘어난 거리가 비례함을 확인할 수 있었다.

실험 2를 통해서는 용수철에 매달린 물체의 운동을 알아볼 수 있었다.
용수철이 매달린 상황에서 주기
실험을 통해 위 식이 성립함을 알 수 있었다.
공기 저항의 작용과 특정 추의 실험에서 시간당 측정수가 부족하여 정확히 최대위치인 시점을 찾을 수 없었던 점 등이 약간의 오차를 발생시켰지만 이론과 거의 같은 유의미한 수치가 도출되었다.
또한 질량이 증가함에 따라 주기 또한 약간씩 증가하여서 비례 관계 또한 성립함을 알 수 있었다.(질량과 주기)

실험 3을 통해서는 단진자 운동을 살펴보았다.
단진자 운동 주기 (단 각이 작은 경우)
를 실험을 통해 확인할 수 있었다.
공기 저항의 작용과 단진자가 움직일 때 수평방향으로 완전히 이동하지 않은 점(약간 꺾일 수 있음)등이 오차를 발생시켰지만 이론과 거의 유사한 값이 도출되었다.
또한 단진자 운동에서는 주기가 물체의 질량과 관계없이 오직 실의 길이에만 영향을 받음을 알 수 있었다.

추가 실험에서는 각이 큰 경우에서 다음 식을 따르는 지를 관찰하였다.
일반각 단진자 운동 주기
위 공식이 성립하는지를 알아보기 위해 이론값을 계산할 때
급수의 부분합과 나열된 항의 증가에 따른 급수의 수렴값을 계산하였다. 이를 통해 구한 이론값과 실험값이 거의 유사하여 공식이 성립함을 알 수 있었다.

참고 자료

네이버 지식백과, “각운동량 보존 법칙”,
https://terms.naver.com/entry.naver?docId=1055693&cid=40942&categoryId=32229,2023.05.13.