[물리학 실험 예비 레포트] 강체의 단진동 운동

소개

물리학 실험 시간에 쓴 강체의 단진동 운동에 관한 예비보고서 입니다. 형식은 보통의 실험 보고서와 같고요. 만점 받은 리포트 입니다.

목차

1. 실험 목적

2. 실험 원리
(1)단조화 운동
(2)단진동 운동
단진동 하는 물체에 작용하는 힘
진자
주기

3. 실험 방법

본문내용

1.실험제목 : 강체의 단진동

2.실험목적 : 단진동하는 강체의 진동 주기를 측정하여 중력가속도 g값을 구한다.

3.실험이론 : (1)단조화 진동 : 진동 중 동일한 시간 간격을 갖고 동일한 운동을 하는 것을 조화운동이라 하고 이중 복원력이 변위에 비례하는 조화운동을 단조화 진동이라 한다.

위의 그림에서 보는 바와 같이 단조화 진동은 원운동하는 물체의 그림자의 운동과 동일하게 때문에 원운동을 통해서 설명을 하면 쉽게 이해할 수 있다. 이것은 그림으로 펼쳐서 표시한 것이 밑의 그림이다.

그림 왼쪽에 반경이 A인 원주를 따라 등속 원운동하는 질점의 운동을, 가운데 그림은 직선상의 운동인 단진동을 나타낸 것이고, 그 오른쪽에는 단진동 운동의 위치를 수직축인 x축으로 수평축인 y축으로 펼쳐서 그린 사인곡선을 나타내고 있다. 이 때 반경 A가 진폭을 나타내며 한바퀴 돌 때 걸린 시간 T사 주기를 나타낸다.
운동방정식 F = ma 와 F = -kx 그리고 직석운동에서 a = dx/dt임을 고려하면 다음 방정식을 얻을 수 있다.
m*dx/dt = -kx
w = k/m 라고 두면 다음과 같이 된다.
dx/dt + wx = 0 (1)
이 방정식은 가속도와 변위를 연결시켜 주는 방정식이며, wt의 sine 혹은 cosine 함수 모양의 해를 갖는다. 예를 들면 x = Acos(wt+)와 이것을 시간에 대해 두 번 미분한 것을 식 (1)에 대입해 보면 A가 와 어떤 값을 가져도 x = Acos(wt+)가 식 (1)를 만족한다는 것을 알 수 있다. 그러므로 x = Acos(wt+)는 진폭 A와 조기 위상 의 두개의 임의의 상수를 가지기 때문에 식 (1)의 일반해이다. 그와 같은 방법으로 같은 과정에 의해서 x = Asin(wt+)와 x = Asin(wt)+B 도 식 (1)의 일반해이다. 그러므로 식 (1)를 단조화 진동의 기초 방정식이라고 한다. 식 (1)는 물리학의 여러 가지 다른 현상들에서 나타난다.
진동현상이 나타날 때마다 그 진동에 대응하는 현상은

참고자료

· 없음