[물리학실험]진자와 중력 가속도의 관계 실험(가변 진자)

소개

[1] 목적
진자를 이용하여 각도, 각속도, 각 가속도를 측정하여 비교하고 중력 가속도와 연관하여, 진자의 진동면을 기울였을 때 기울인 각도에 따른 주기의 변화를 관찰한다.

목차

part 1. 예비보고서
part 2. 결과보고서

본문내용

중력가속도를 계산하였기 때문이다. 또한 진자가 완전히 중력 중심을 향하고 있지 않으면 분모의 cos 의 영향으로 분모가 더 작아지는데 이럴경우 중력가속도는 참값보다 약간 더 커지게 된다. 그러나 실험에서는 더 작아졌으므로 마찰과 공기 저항의 경우를 오차의 원인이라고 할 수가 있다. 그 밖에 길이의 오차에 의한 관성 모멘트의 오차가 이어져서 중력 가속도 까지 영향을 미치는 계기 오차 역시 발생할 수가 있으나, 아무래도 이번 실험에서 중력가속도가 참값에서 멀어진 가장 큰 이유는 도르래의 관성 모멘트의 간과라고 예상된다.
두번째 실험은 각도에 따른 주기의 변화 측정이다. 실험 값을 보면 각도가 커질수록 그 주기 값도 일정하게 커짐을 알 수가 있다. 또한 계산 값 역시 주기를 구하는 식이
이기 때문에 분모의 cos 의 영향으로 각도가 커질수록, 분모가 작아지기 때문에 주기 값이 커지는 계산값이 나왔다. 그러나 그 실험값과 계산 값의 차이가 많이 났는데 실제 주기값이 약 0.6초정도 더 짧게 나왔다. 이렇게 짧은 주기가 나타난 것은 주기값을 계산하는데 전체 진동을 평균한 주기가 아니라, 거의 뒷부분에서 스마트 툴을 이용하여 구했기 때문에 주기가 줄어든 것으로 예상된다. 즉, 그래프에서 볼 수 있듯이 진동을 할 때 그 위치 그래프를 보면, 처음의 주기는 무척 길고 뒤로 갈수록 마찰로 인하여 그 진폭이 줄어드는 감쇠 진동의 형태를 보이게 된다. 따라서 주기 측정시 뒷부분의 짧은 주기에서 그 값을 취하였으므로, 실험값의 주기가 작아진 것이다. 그 밖에 각도의 부정확성, 여러 길이 측정에서의 오차등이 있으나, 이런 요인은 별로 큰 차이를 보이지 않았을 것으로 예상된다. 특히 C G S 가 아닌 S I 단위계를 사용했기 때문에 왠만한 오차는 다 같은 값으로 계산이 되었기 때문에 더더욱 그렇다. 또한 도르래의 관성 모멘트가 간과되었기 때문에 여기서도 오차의 원인이 될 수 있으나, 실험값은 도르래의 관성 모멘트가 있는 값이고 계산 값은 도르래의 관성 모멘트가 없는 값인데, 관성 모멘트가 없는 값이 더 큰 것으로 봐서, 도르래의 관성 모멘트는 그리 큰 역할을 하지 않은 것으로 알 수 있다.
또한 그 결과값을 보면, 계산 값은 기울기가 있는, 즉 일정한 증가 치를 갖는 꼴로 증가하는데 비해, 실험값은 거의 일정하게 증가하는 것을 알 수가 있다. 따라서 원래 값들이 각도가 커질수록 증가하기 때문에 그 증가량에 비례하여 그 증가치가 커지기 때문에 그 두 값의 차이는 거의 0.6정도로 일정하게 유지 되었다. 따라서 이런 오차의 요인을 감안 한다면, 일정하게 나온 실험 값들을 볼 때, 이번 실험은 잘된 실험이었다고 할 수가 있다. 그리고 이렇게 두 값의 차이가 일정하기 때문에 분모에 점차

참고자료

· 없음