관의 공명과 음속측정

소개

일반물리학실험1- 관의 공명과 음속측정 결과 레포트 입니다.
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목차

1. 실험결과 및 분석
[실험1] 공명을 일으키는 관의 길이를 이용하여 음속 측정하기
1) 진동수 800Hz
2) 진동수 1000Hz
[실험2] 정상파 내부에서 음압의 변화 관찰

2. 토의
1) 실험에 대한 고찰
2) 매뉴얼의 질문에 답하기
① 스피커 측의 관을 조금 열어 놓을 때와 닫을 때 공명길이가 달라지는 이유는 무엇 때문일까? 또 열린 관에 대해서 정상파 실험을 하려면 장비구성을 어떻게 해야할까?
② 정상파가 일어나는 위치에서 관내부의 파형을 직접 관찰하려면 어떻게 해야할까? 마이크를 쇠막대 끝에 타이로 지지하고 마이크를 관 내부로 이동해가면서 파형을 관찰할 수 있겠는가?
③ n=3, 5 공명인 경우에 대해서도 위치의 변화에 따른 관 내부의 음압의 변화를 곡선으로 그릴 수 있는가?
④ 압력이 최대 또는 최소인 지점은 파형의 배에 해당하는가? 마디에 해당하는가?
⑤ 관 보정인자를 얼마로 잡을 것인가?
⑥ 왜 마이크가 초기위치일 때 압력이 최대 또는 최소가 되지 않는가?

3. 참고사항
1) 음압 (sound pressure)

4. 참고문헌

본문내용

(전략)

특히 온도에 관한 경우를 조금 더 생각해보아서 이런 조건들이 실험에 어떤 영향을 미치는지 구체적으로 알아보자면, 우리의 실험에서 얻은 값들은 실험 시작하기 전의 실험실의 온도인 22.7℃라고 가정하여 얻은 값이다. 그런데 음속을 구하는 식에서 보면 알 수 있듯이 식에는 섭씨온도가 관여한다. 만일 실험실의 온도가 실온보다 높았다면 음속은 더 커졌을 것이고 낮았다면 그 반대였을 것이다. 그리고 관에 의해 소리가 흡수될 수 있고 피스톤이 이상적인 조건이 아니므로 반사되어 돌아오는 파동이 원래 파동과 같은 모양이 되지 않을 것이다. 따라서 완전한 배와 마디가 존재하지 못한다. 이로 인해 여러 가지 오차가 발생할 수 있다. [실험2]의 결과가 오차율이 크게 측정되었던 이유를 생각해보면, 우리는 음압이 최대, 최소인 지점을 찾을 때 컴퓨터에서 진폭이 크고 작아지는 곳을 관찰하였다. 하지만 음압이 최소가 되는 지점 부근에서 컴퓨터가 정확히 진폭을 표기해주지 못하고 데이터스튜디오 상에서 그래프가 사라졌기 때문에 우리는 그래프가 보이지 않기 시작하는 지점을 음압이 최소인 지점으로 정했다. 하지만 사실 진폭이 일정 이하가 되면 그래프가 보이지 않게 되는 것임으로 실제로는 최소 음압의 위치는 우리가 관찰한 지점보다 조금 더 뒤의 부분이 되어야 하는 것이다. 또한 우리는 마이크를 움직여 가면서 관찰을 했는데 마이크가 정확히 관의 중심에 있지 않았기 때문에 오차가 발생했을 수 있다.

참고자료

· -http://phya.yonsei.ac.kr/~phylab/
· -fundamental of physics 7th