줄의 진동

소개

제가 처음으로 A+를 받아본 결과보고서 입니다.

목차

1. 실험결과
(1) 주파수변화(길이와 장력 고정)에 따른 줄의 진동
(2) 길이변화(주파수와 장력 고정)에 따른 줄의 진동

2. 결과분석
(1) 주파수변화(길이와 장력 고정)에 따른 줄의 진동
(2) 길이변화(주파수와 장력 고정)에 따른 줄의 진동

3. 토의 및 건의사항

4. 참고문헌

본문내용

3. 토의 및 건의사항
◎ 고등학교 시절, 파동의 속도에 대해서 배웠을 때, 파동의 속도는 이며, 매질의 종류에만 의존하는 물질의 고유한 물리량으로 배웠던 기억이 있다. 그런데 이 실험에서 파동의 속도를 구한 식은 이다. 장력이 커지면 속도가 증가한다는 뜻인데, 장력이 증가한다고 해서 줄의 길이 자체가 증가하는 것은 아니다.(줄의 선밀도는 일정하다고 가정한다) 그런데, 이 실험에서 구한 속도식으로 속도를 구해보면 분명히 장력이 커짐에 따라서 속도가 증가하고 있다. 무언가 잘못된 것이 있는 걸까... 가 성립한다면 장력이 증가함에 따라서 선밀도도 증가해야 한다는 결과가 나오고, 가 옳은 식이라면 파동의 파장이나 진동수가 변해야 한다는 결과가 나온다. 내 생각으로는 후자가 더 적합하다는 생각이 든다. 이므로, 정리하면 이다. 이것을 에 관한 식으로 표현하면, 이다. 을 모두 상수로 처리할 수 있으므로, 가 옳다고 보인다.

◎ (1)번 실험에서 장력이 크게 걸린 경우가 오차가 더 적게 계산되었다. 장력이 다르다고 해도 선밀도는 같게 측정될 수 있음 외에도 장력의 크기와 오차의 크기가 어떤 상관관계가 있는지를 알아볼 수 있도록 질량세트를 다양하게 조합하여 실험을 했다면 분명하게 알 수 있었을 것이다.
◎ 오차의 요인을 분석해보자. 오차의 요인으로는 세 가지 정도를 생각해 볼 수 있겠다. 우선, 이번 실험은 데이터 스튜디오로 데이터를 측정한 것이 아니라 사람의 눈에 의존하여 데이터를 측정하다 보니 n배 진동을 하는 주파수를 찾는 것이 매우 힘들었다. 또한, 실험 기구를 미숙하게 처리한 탓도 생각할 수 있다. 줄과 지면을 평행하게 하는 것도 사람의 눈으로 맞추는 것이다 보니, 불완전할 수 도 있다. 그리고 책상면도 지면과 평행하지 않을 수도 있으므로 그 곳에서 오차가 날 수도 있다. 또 하나는, 줄이 진동하면서 공기와의 마찰로 인해서 주기가 이론값과 다르게 나올 수 있는 가능성이다.

◎ 처음에 주파수를 변화하면서 줄의 진동을 알아보는 실험을 할 때, 주파수를 계속 증가시켜도 두배 진동이 나타나지 않는 것이었다. 약 에서 최대진동을 하는 듯 보여서 12의 배수의 주파수로 계속 올려보았다. 그런데, 일 때도 한배 진동, 일 때도 한배 진동, 그 이상에서도 한배 진동을 보이는 것이었다. 실험장치 설계를 잘못했나 싶었다. 그래서 (2)번 실험부터 시행하고 (1)번으로 돌아갔는데, 그 때 측정을 할 때는 신기하게도 정확하게 두배 진동이나 세배 진동이 측정되는 것이었다. 이 때문에 시간이 적게 걸리는 매우 간단한 실험임에도 불구하고 이 때문에 생각보다 오래 걸렸다.

◎ 정상파를 물리책에서만 보고 실제로 본 적이 없었기 때문에 매우 흥미로웠다. 책에서는 개관이니 폐관이니 하면서 공식만 유도해서 책에 정리해 놓지만, 실제 정상파를 보니 공식을 외웠던 것들이 다 소용이 없다는 생각과 함께, ‘유쾌, 상쾌, 통쾌’함을 느꼈다. 책에서만 공식으로 배웠던 것을 실험으로서 만나보니, 정말 유익한 <<font color=aaaaff>..</font>

참고자료

· 4. 참고문헌
· ◎ http://phya.yonsei.ac.kr/~phylab : 연세대학교 일반물리학 실험실
· ◎ Paul G. Hewitt, 수학 없는 물리, 홍릉과학출판사
· ◎ Paul G. Hewitt, 알기쉬운 물리학 강의, 청범출판사