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  • 판매자 표지 고체의 비열 측정 실험 결과보고서
    고체의 비열 측정 실험 결과보고서
    결과 Report1. 목적열량계를 사용하여 혼합방법에 의한 고체의 비열을 측정한다.2. 기구열량계, 온도계, 시료(황동, 구리, 알루미늄 등), 비이커, 천칭, 알코올램프3. 원리 및 이론질량m인 물체에TRIANGLE Q의 열량을 가하여 온도가TRIANGLE T만큼 변화하였다면 그 물체의 비열c는c= {TRIANGLE Q} over {m TRIANGLE T} (식 13.1)이다.온도가 다른 두 물체를 열적으로 접촉시키면 고온의 물체로부터 저온의 물체로 열이 이동한다. 그리고 충분한 시간이 지난 후에 두 물체의 온도가 같게 되어 열적 평형상태에 있게 된다. 이때 두 물체가 외부와 열적으로 차단된 열량계 내에 있다면 고온의 물체가 잃은 열량은 저온의 물체가 얻은 열량과 같게 된다.온도가T _{1}로 가열된 물체(질량m _{1}, 비열c _{1})를 온도가T _{2}인 물(질량m _{2}, 비열c _{2})이 담겨져 있는 스테인리스로 된 열량계 용기(질량m _{3`}, 비열c _{3`})에 넣은 후 열적 평형상태에 도달하여 온도가T`가 되었다면 열량의 흐름은c _{`1} m _{1} (T _{1} -T)=c _{2} m _{2} (T-T _{2} )+c _{3} m _{3} (T-T _{2} )=(c _{2} m _{2} +c _{3} m _{3} )(T-T _{2} )이며 고온의 물체의 비열c _{`1}은c _{1} = {(c _{2} m _{2} +c _{3} m _{3} )(T-T _{2} )} over {m _{1} (T _{1} -T)} (cal/g CENTIGRADE )이 된다.열량계를 이용하여 실험하는 경우에 열량계로의 열의 출입을 고려해야 하는데, 열량계로의 열출입량을 계산하는 데에는 열량계의 비열을 이용하는 대신 열량계의 물당량값을 이용한다.열량계의 물당량은 열량계의 열용량을 물의 비열로 나눈값으로 정의하며, 이제 열량계의 물당량을 구하는 법을 알아보자.질량이m _{a}이고 온도가T _{a}인 물이 열량계에 담겨 있다. 이 물에 질량이m _{b}이고 온도가T _{b}인 뜨거운 물을 섞어서 평형온도T가 되었다면, 열량계의 물당량은 다음과 같이 구할 수 있다.먼저,m _{b}의 물은 열을 잃게 될 것이고, 이 잃어버린 열량은 물m _{a}과 열량계가 흡수하게 된다. 물m _{b}가 잃게 되는 열의 양은 식(13.1)로부터m _{b} TIMES (T _{b} -T)가 될 것이고(물의 비열은 약1``cal/g CENTIGRADE 이다.), 물m _{a}이 얻게 되는 열량은m _{a} TIMES (T _{} -T _{a} )이다. 또한 열량계가 얻게 되는 열의 양은 열량계의 비열을 이용하지 않고 물당량(W)를 이용하면 간단히W TIMES (T-T _{a} )이 된다.(물의 양으로 환산했으므로 비열은 물의 비열1``cal/g CENTIGRADE 을 이용한다.)따라서 외부로의 열손실이 없다면 일어버린 열량과 얻은 열량은 서로 같아야 하므로(m _{a} +W) TIMES (T-T _{a} )=m _{b} TIMES (T _{b} -T)가 성립해야 하고, 이 식으로부터 열량계의 물당량은W= {m _{b} TIMES (T _{b} -T)} over {T-T _{a}} -m _{a}이 된다.4. 실험 방법실험배치도 :실험대 위의 모습은 이와 같다. 실험대 앞쪽에 열량계와 온도계가 놓여져 있고 비커를 옆에 두었다. 저울은 교탁에 배치되어있어 이동하여 질량을 측정하였다.1) 열량계의 물당량 측정(1) 열량계의 질량m _{1}을 측정한다.(온도계 등 부속품 포함)(2) 열량계에 실온의 물을 약 1/3정도 넣고 질량m _{2}와 평형 온도T _{1}을 측정한다.(3) 실온보다 약 20℃ 이상 물을 가열하여 온도T _{2}를 측정한다.(4) 열량계에 가열한 물을 적당량 넣고 교반기로 잘 저어 평형 온도T _{3}와 질량m _{3}를 측정한다.(5) 열량 계산으로 물당량W를 계산한다.W= {(m _{3} -m _{2} )(T _{2} -T _{3} )} over {T _{3} -T _{1}} -(m _{2} -m _{1} )2) 시료의 비열 측정시료는 알루미늄구나 황동구를 사용한다.(1) 열량계의 질량M _{1}을 측정한다.(온도계 등 부속품 포함)(2) 열량계의 실온의 물을 약 1/3정도 넣고 질량M _{2}와 평형 온도T _{1}를 측정한다.(3) 실온보다 약 20℃ 이상 질량M _{3}인 시료를 가열하여 시료의 온도T _{2}를 측정한다.(4) 열량계에 가열한 시료를 넣고 교반기로 잘 저어 평형 온도T _{3}를 측정한다.(5) 열량 계산으로 시료의 비열c를 계산한다.c= {(M _{2} -M _{1} +W)(T _{3} -T _{1} )} over {M _{3} (T _{2} -T _{3} )} c _{W}(c _{W} 는`실온에서의`물의`비열)※ 주의) 온도계가 물속에 잠겨야 한다.5. 실험치실험 1) 열량계의 물당량(W) 측정횟수m _{1} (g)열량계질량m _{2} (g)열량계+물질량T _{1} ( CENTIGRADE )열량계+물 평형 온도T _{2} ( CENTIGRADE )뜨거운 물온도m _{3} (g)열량계+물+뜨거운 물 질량T _{3} ( CENTIGRADE )열량계+물+뜨거운 물 평형 온도11301.71510.826.160.81628.337.6실험 2) 고체의 비열(c) 측정시료종류m _{1} (g)열량계질량m _{2} (g)열량계+물질량T _{1} ( CENTIGRADE )열량계+물 평형 온도T _{2} ( CENTIGRADE )시료온도m _{3} (g)시료질량T _{3} ( CENTIGRADE )열량계+물+시료평형 온도활동1301.71549.226.154.095.327.2알루미늄1301.71525.026.368.031.527.76. 계산(결과 값+오차계산)실험 1) 열량계의 물당량(W) 측정횟수m _{1} (g)열량계질량m _{2} (g)열량계+물질량T _{1} ( CENTIGRADE )열량계+물 평형 온도T _{2} ( CENTIGRADE )뜨거운 물온도m _{3} (g)열량계+물+뜨거운 물 질량T _{3} ( CENTIGRADE )열량계+물+뜨거운 물 평형 온도11301.71510.826.160.81628.337.6W(g)물당량27.943*물당량(W)의 계산과정 :W= {(m _{3} -m _{2} )(T _{2} -T _{3} )} over {(T _{3} -T _{1} )} -(m _{2} -m _{1} )#````````= {(1628.3-1510.8)(g)(60.8-37.6)( CENTIGRADE )} over {(37.6-26.1)( CENTIGRADE )} -(1510.8-1301.7)(g)#````````=27.943(g)실험 2) 고체의 비열(c) 측정시료종류m _{1} (g)열량계질량m _{2} (g)열량계+물질량T _{1} ( CENTIGRADE )열량계+물 평형 온도T _{2} ( CENTIGRADE )시료온도m _{3} (g)시료질량T _{3} ( CENTIGRADE )열량계+물+시료평형 온도활동1301.71549.226.154.095.327.2비열실험값(cal/g BULLET CENTIGRADE )0.119비열 이론값(cal/g BULLET CENTIGRADE )0.092비열의 오차(%)29.3알루미늄1301.71525.026.368.031.527.7비열실험값(cal/g BULLET CENTIGRADE )0.277비열 이론값(cal/g BULLET CENTIGRADE )0.215비열의 오차(%)28.8*26℃에서의 물의 비열(c _{W})=4.18(cal/g BULLET CENTIGRADE )*1`cal`=`4.182`J 을 이용함.*비열의 계산과정황동비열c= {(m _{2} -m _{1} +W)(T _{3} -T _{1} )} over {m _{3} (T _{2} -T _{3} )} c _{W}#
    자연과학| 2025.04.27| 4페이지| 2,500원| 조회(113)
    태그 보고서, 물리실험, 고체, 비열
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  • 판매자 표지 키르히호프의 법칙 실험 결과보고서
    키르히호프의 법칙 실험 결과보고서
    실험 결과 보고서1. 실험 제목키르히호프의 법칙(Kirchhof`s Law)2. 실험 목적(1) 키르히호프 제1법칙(전류법칙)과 제2법칙(전압법칙)을 이해한다.(2) 키르히호프의 법칙(Kirchhof’s Law)을 실험을 통해 증명한다.3. 실험 기구키르히호프 법칙 실험기, 직류 전류계, 직류 전압계, 멀티미터4. 원리 및 이론, 실험 방법 [3점]1) 원리 및 이론 [1점](1) 옴의 법칙(Ohm's law)전류의 세기(I)는 전압(V)에 비례하고, 저항(R)에 반비례하는 관계를 설명하는 법칙이며 식으로는V=IR로 나타낼 수 있다.(2) 키르히호프 법칙(Kirchhoff’s Law)전기회로망의 구성은 직렬과 병렬로 연결되며, 회로 내의 시간적으로 변화하는 전류나 전압의 상관관계를 정의한 법칙이다. 이는 단순한 옴의 법칙만으로 분석이 불가능한 복잡한 회로망의 해석에 사용된다. 이 해석은 전류법칙, 전압법칙으로 설명할 수 있다.(3) 키르히호프 제1법칙(전류법칙=KCL)정의 ① : 회로망의 임의의 한 접속점(node)에 유입되는 전류의 총합과 유출되는 전류의 총합과 같다.sum _{k=1} ^{n} I _{k} ^{in} = sum _{k=1} ^{n} I _{k} ^{out}정의 ② : 회로망의 임의의 한 접속점(node)에 유?출입하는 전류의 대수합은 “0”이다.sum _{k=1} ^{n} I _{k} =05개의 가지가 한 개의 접속점(node)을 이루고 접속점으로 유입되는 전류를 +방향, 유출되는 전류를 -방향으로 하여 KCL을 적용하면I _{1} +I _{3} +I _{4} =I _{2} +I _{5}이므로I _{1} -I _{2} +I _{3} +I _{4} -I _{5} =0이 된다.(4) 키르히호프 제2법칙(전압법칙=KVL)정의 : 임의의 폐회로망 내의 기전력의 대수합은 그 폐회로망 내의 각 소자에 의한 전압강하의 합과 같다.(5) 폐회로에서 키르히호프 법칙의 계산ex)위의 회로에서 KCL, KVL을 각각 적용하면I _{1} =I _{2} +I _{,R _{2},R _{3}가50 OMEGA 인 상태에서 이때R _{1},R _{2},R _{3}에 흐르는 전류I _{1},I _{2},I _{3}와 각 저항에 걸리는 전압V _{1},V _{2},V _{3} 측정한다.(5) 인가전압V _{s1},V _{s2}와 저항R _{1},R _{2},R _{3}의 값을 바꾸어 (3)~(4)의 과정을 반복한다.(6) 이론값을 구하여 실험값을 비교해본다.**주의사항실험장치에I _{2}를 측정하는 전류계는 그림과 반대방향으로 전류를 측정하도록 장착되어 있음을 유의하시오. 따라서 실험 측정치 기입시I _{2}와V _{2}의 부호에 유의하시오.3) 실험배치도 [1점]5. 실험치 (실험 데이터)1) 일 때, 전류 및 전압측정인가전압전류 항목I _{1} `[mA]I _{2} `[mA]I _{3} `[mA]I _{1`} prime `=`I _{3} +I _{2}V _{s1}V _{s2}0.50.5측정값1.0-2.13.11.0이론값1.7-1.73.31.6% 오차(%)41246380.91.5측정값1.1-6.57.81.3이론값1.0-7.08.01.0% 오차(%)107330+인가전압전압 항목V _{1} `[V]V _{2} `[V]V _{3} `[V]V _{s1} '`=`V _{1} +V _{3}V _{s2} '`=`V _{2} +V _{3}V _{s1}V _{s1}0.50.5측정값0.12090.21190.33400.45490.5459이론값0.17000.17000.33000.50000.5000% 오차(%)29251990.91.5측정값0.12670.60000.80000.92671.4000이론값0.10000.70000.80000.90001.5000% 오차(%)2714037[2점]2) 일 때, 전류 및 전압측정인가전압전류 항목I _{1} `[mA]I _{2} `[mA]I _{3} `[mA]I _{1`} prime `=`I _{3} +I _{2}V _{s1}V _{s2}0.50.5측정값0.4-0.901.40.50이론값1.2-0.771.91.13% 오차 _{s1}V _{s2}V(이론값)V(이론값) 계산과정 (V=IR)0.50.5V _{1}V _{1} =I _{1} (이론값)R _{1} =(1.7 TIMES 10 ^{-3} A) TIMES (100 OMEGA )=0.17VV _{2}V _{2} =I _{2} (이론값)R _{2} =(��-1.7 TIMES 10 ^{-3} A��) TIMES (100 OMEGA )=0.17VV _{3}V _{3} =I _{3} (이론값)R _{3} =(3.3 TIMES 10 ^{-3} A) TIMES (100 OMEGA )=0.33V0.91.5V _{1}V _{1} =I _{1} (이론값)R _{1} =(1.0 TIMES 10 ^{-3} A) TIMES (100 OMEGA )=0.1VV _{2}V _{2} =I _{2} (이론값)R _{2} =(��-7.0 TIMES 10 ^{-3} A��) TIMES (100 OMEGA )=0.7VV _{3}V _{3} =I _{3} (이론값)R _{3} =(8.0 TIMES 10 ^{-3} A) TIMES (100 OMEGA )=0.8VR _{1} `=100 OMEGA ```,`````R _{2} `=`150 OMEGA `,```R _{3} `=``200 OMEGA ````````일 때V _{s1}V _{s2}V(이론값)V(이론값) 계산과정 (V=IR)0.50.5V _{1}V _{1} =I _{1} (이론값)R _{1} =(1.7 TIMES 10 ^{-3} A) TIMES (100 OMEGA )=0.17VV _{2}V _{2} =I _{2} (이론값)R _{2} =(��-1.7 TIMES 10 ^{-3} A��) TIMES (150 OMEGA )=0.17VV _{3}V _{3} =I _{3} (이론값)R _{3} =(3.3 TIMES 10 ^{-3} A) TIMES (200 OMEGA )=0.33V0.91.5V _{1}V _{1} =I _{1} (이론값)R _{1} =(1.0 TIMES 10 ^{-3} A) TIMES (100 OMEGA ))I _{1} prime #(=I _{3} +I _{2} )V _{s1} '#(=V _{1} +V _{3} )V _{s2} prime #(=V _{2} +V _{3} )I _{1} ' 오차{��1.6-1.0��} over {1.6} TIMES 100=38(%)측정값1.00.45490.5459V _{s1} '오차{��0.4549-0.5000��} over {0.5000} TIMES 100=9(%)이론값1.60.50000.5000V _{s2} prime 오차{��0.5459-0.5000��} over {0.5000} TIMES 100=9(%)V _{s1} (V)V _{s2} (V)퍼센트 오차 계산과정({|이론값-실험값|} over {이론값} TIMES 100)0.91.5I _{1} 오차{��1.0-1.1��} over {1.0} TIMES 100=10(%)I _{1} [mA]I _{2} [mA]I _{3} [mA]I _{2} 오차{��-7.0-(-6.5)��} over {7.0} TIMES 100=7(%)측정값1.1-6.57.8I _{3} 오차{��8.0-7.8��} over {8.0} TIMES 100=3(%)이론값1.0-7.08.0V _{1}[V]V _{2}[V]V _{3}[V]V _{1} 오차{��0.1267-0.1000��} over {0.1000} TIMES 100=27(%)측정값0.12670.60000.8000V _{2} 오차{��0.6000-0.7000��} over {0.7000} TIMES 100=14(%)이론값0.10000.70000.8000V _{3} 오차{��0.8000-0.8000��} over {0.8000} TIMES 100=0(%)I _{1} prime #(=I _{3} +I _{2} )V _{s1} '#(=V _{1} +V _{3} )V _{s2} prime #(=V _{2} +V _{3} )I _{1} ' 오차{��1.3-1.0��} over {1.0} TIMES 100=30(%)측정값1.30.92671.4000V _{s1} '오차} +V _{3} )V _{s2} prime #(=V _{2} +V _{3} )I _{1} ' 오차{��0.50-1.13��} over {1.13} TIMES 100=56(%)측정값0.500.45540.5455V _{s1} '오차{��0.4554-0.5000��} over {0.5000} TIMES 100=9(%)이론값1.130.50000.4955V _{s2} prime 오차{��0.5455-0.4955��} over {0.4955} TIMES 100=10(%)V _{s1} (V)V _{s2} (V)퍼센트 오차 계산과정({|이론값-실험값|} over {이론값} TIMES 100)0.91.5I _{1} 오차{��0.0-(-0.2)��} over {0.2} TIMES 100=100(%)I _{1} [mA]I _{2} [mA]I _{3} [mA]I _{2} 오차{��-3.5-(-4.6)��} over {4.6} TIMES 100=24(%)측정값0.0-3.53.5I _{3} 오차{��3.5-4.4��} over {4.4} TIMES 100=20(%)이론값-0.2-4.64.4V _{1}[V]V _{2}[V]V _{3}[V]V _{1} 오차{��0.0059-0.0200��} over {0.0200} TIMES 100=71(%)측정값0.00590.500.90V _{2} 오차{��0.50-0.69��} over {0.69} TIMES 100=28(%)이론값0.02000.690.88V _{3} 오차{��0.90-0.88��} over {0.88} TIMES 100=2(%)I _{1} prime #(=I _{3} +I _{2} )V _{s1} '#(=V _{1} +V _{3} )V _{s2} prime #(=V _{2} +V _{3} )I _{1} ' 오차{��0.0-(-0.2)��} over {0.2} TIMES 100=100(%)측정값0.00.90591.4000V _{s1} '오차{��0.9059-0.9030��} over {0.9030} TIMES 100=0.3(%)이론값.
    자연과학| 2025.04.27| 14페이지| 3,500원| 조회(79)
    태그 전압, 보고서, 물리실험, 키르히호프, 전류
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  • [일반물리학실험] 멜데실험 보고서
    [일반물리학실험] 멜데실험 보고서
    결과 Report학과학번이름실험조실험일시1. 목적Melde의 방법에 의하여 현에 횡파의 정상파를 만들고 이 정상파로부터 전자음차의 진동수를 측정한다.2. 기구Melde 장치, 직류전원장치, 실, 분동, 미터자 등3. 원리 및 이론장력이 T이고, 선밀도가rho 인 현에 전달되는 횡파의 속도는v= sqrt {{T} over {rho }} 이고, 길이가ELL 인 현에 생기는 횡파의 정상파 파장lambda 와 현의 고유진동수nu 는 각각lambda _{n} = {2 ELL } over {n} (n=1,``2,``3,` CDOTS )nu _{n} = {v} over {lambda _{n}} = {n} over {2 ELL } sqrt {{T} over {rho }} 이다. 여기서 n은 정상파의 배의 수와 같으며 n=1일 때가 기본 진동이고 n=2, 3, 4, ?일 때가 2배, 3배, 4배, ?진동이 된다.전자기학에 의하면 자기장B= mu H인 장소에서 B에 대하여phi 인 각으로i[A]의 전류가 흐를 때 전류의ids인 미소부분에 작용하는 힘의 크기는dF=ids` mu Hsin phi 이다. 그 힘의 방향은 플레밍의 왼손법칙에 의해서 ids와 B가 이루는 평면에 대해서 직각이고,i에서 B의 방향에 오른나사가 회전할 때의 진행하는 방향이다.전기음차의 구조는 중앙의 C는 전자석이고, 터미널 F, G에 직류전원 E(4~10volt)가 가변저항 R(0~2A, 0~15OMEGA )을 지나서 접속되어 있다. 전류가 흐르면 음차의 양팔은 전자석 C에 끌어당겨지게 되고, 그 순간 백금선 pt는 단자 D와 떨어지므로 전류는 단절된다. 전류가 단절되면 전자석은 자성을 잃어 음차의 양팔은 처음 상태로 되돌아가게 되며, 다시 백금선 Pt가 단자 D와 접속되면서 전자석이 다시 자성을 띄게 된다. 이와 같이 하여 전자음차는 그 고유진동수nu 로 단진동을 한다.4. 실험방법실험 배치도 → Melde장치와 직류전원장치를 전선으로 연결하고 직류전원장치의 레버를 돌리면서 정상파가 만들어질 때의 진동수를 찾아가며 실험을 진행하였다.(1) 음차의 진동이 현과 수직인 경우, 추M 또는 도르래 B의 위치를 조절하여 전자음차와 현이 공명을 일으키도록 하고, 이때 전자음차와 현의 진동수를 각각nu 및nu _{1}으로 하면nu = nu _{1}이 성립한다.(2) 현의 진동수를 구하기 위해, 현의 정상과 마디의 위치를 측정ㅎ고 평균치를 내어 그 파장lambda _{1}을 정한다.(3) 현의 길이ELL cm의 질량 m을 측정해서, 그 선밀도rho = {m} over {ELL } (g/cm)을 구한다.(4) 교유 진동수nu 는 다음과 같이 구한다.nu = nu _{1} = {v} over {lambda _{1}} = {1} over {lambda _{1}} sqrt {{Mg} over {rho }} [Hz](5) 위와 동일한 실에 동일 장력을 걸어 놓은 상태에서, 위의 그림(b)와 같이 전자음차의 진동이 현과 평행하게 한 후 (1)~(3)을 반복한다.(6) 전자음차의 진동이 현과 수평한 경우 전자음파가 2번 좌우로 진동했을 때 정상파는 1번 진동하게 된다. 따라서 현의 진동수는nu _{2} = {1} over {2} nu 로 주어지고nu =2 nu _{2} = {2} over {lambda _{2}} sqrt {{Mg} over {rho }} [Hz] 로부터 고유 진동수nu 를 구한다.(7) 도르래 또는 지점의 마찰은 상당히 크므로 현을 연직으로 매고 실험을 한다.5. 실험치M(g)x _{1}(cm)lambda _{1}(cm)x _{2}(cm)lambda _{2}(cm)x _{3}(cm)lambda _{3}(cm)x _{4}(cm)lambda _{4}(cm)lambda 평균(cm)nu (Hz)185.933.466.864.364.396.864.565.259.1256.025.350.648.848.872.448.396.848.449.263.33106.033.266.464.464.496.864.565.165.8? 줄의 선밀도(rho )=1.7g/75cm? 중력가속도(g)=9.8 TIMES 10 ^{2} (cm/s ^{2} )6. 계산(결과 값)M(g)x _{1}(cm)lambda _{1}(cm)x _{2}(cm)lambda _{2}(cm)x _{3}(cm)lambda _{3}(cm)x _{4}(cm)lambda _{4}(cm)lambda 평균(cm)nu (Hz)185.933.466.864.364.396.864.565.259.1256.025.350.648.848.872.448.396.848.449.263.33106.033.266.464.464.496.864.565.165.8lambda 계산과정lambda _{1} =x _{1} TIMES 2(cm)lambda _{2} =x _{2}(cm)lambda _{3} =x _{3} TIMES {2} over {3}(cm)lambda _{4} =x _{4} ÷2(cm)133.4TIMES 2=66.864.396.8TIMES {2} over {3}=64.5225.3TIMES 2=50.648.872.4TIMES {2} over {3}=48.396.8÷2=48.4333.2TIMES 2=66.464.496.8TIMES {2} over {3}=64.5이론값nu (Hz)실험값nu (Hz)nu 의 퍼센트 오차(%)158.059.11.9268.063.36.9367.065.81.8실험값nu 계산과정1nu = {2} over {lambda _{}} sqrt {{Mg} over {rho }} = {2} over {65.2cm} sqrt {{85.9g TIMES (9.8 TIMES 10 ^{2} cm/s ^{2} )} over {1.7g/75cm}} =59.1(Hz)2nu = {2} over {lambda _{}} sqrt {{Mg} over {rho }} = {2} over {49.2cm} sqrt {{56.0g TIMES (9.8 TIMES 10 ^{2} cm/s ^{2} )} over {1.7g/75cm}} =63.3(Hz)3nu = {2} over {lambda _{}} sqrt {{Mg} over {rho }} = {2} over {65.1cm} sqrt {{106.0g TIMES (9.8 TIMES 10 ^{2} cm/s ^{2} )} over {1.7g/75cm}} =65.8(Hz)nu 의 퍼센트 오차 계산과정1{�樗肩逵�-실험값��} over {이론값} TIMES 100(%)= {��58.0-59.1��} over {58.0} TIMES 100=1.9%2{�樗肩逵�-실험값��} over {이론값} TIMES 100(%)= {��68.0-63.3��} over {68.0} TIMES 100=6.9%3{�樗肩逵�-실험값��} over {이론값} TIMES 100(%)= {��67.0-65.8��} over {67.0} TIMES 100=1.8%7. 결론(오차분석 포함)이번 실험의 결과는 다음과 같다.이론값nu (Hz)실험값nu (Hz)nu 의 퍼센트 오차(%)158.059.11.9268.063.36.9367.065.81.8이러한 오차가 생긴 이유에 대해서 분석해보았다.(1) 줄의 끝에 도르래가 있고 추가 매달려 있다. 이때, 장력을 Mg로 계산했지만 줄과의 마찰력과 도르래의 관성모멘트가 존재하므로 오차가 생겼을 것이다. 이는 줄과 도르래 사이의 마찰계수를 이용해 마찰력을 구하고 관성모멘트를 고려하여 장력을 다시 계산한다면 오차를 해결할 수 있다.(2) 실이 균일하다는 가정 하에 실의 선밀도를 구하여 사용하였다. 실이 최대한 얇은 것을 사용한다면 위의 가정을 만족시킬 수 있기 때문에 오차를 줄일 수 있다.
    공학/기술| 2024.07.18| 3페이지| 2,500원| 조회(96)
    태그 보고서, 물리실험, 정상파, 진동수, 멜데
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  • [일반물리학실험] 기주 공명에 의한 음속 측정 실험보고서
    [일반물리학실험] 기주 공명에 의한 음속 측정 실험보고서
    결과 Report학과학번이름실험조실험일시1. 목적진동수를 알고 있는 음차의 진동에 기주를 공명시켜서 그 음파의 파장을 측정함으로써 공기 중에서의 음속을 측정한다.2. 기구공명장치, 음차, 고무망치, 온도계, 버니어 캘리퍼3. 원리 및 이론진동수f인 음파의 공기 중에서 파장을lambda 라 하면, 이 음파가 공기 중을 전파하는 속도v는 다음 관계식이 만족된다.v=f lambda 진동수가 알려진 음차를 진동시켜서 한쪽 끝이 막힌 유리관의 열린 쪽 관 끝에 접근시키면 기주 속에는 방향이 반대인 두 개의 파가 진행되면서 현의 진동 때와 같은 정상파가 생긴다. 기주의 길이가 어느 적당한 값을 가질 때에 두 파의 간섭으로 공명을 일으킨다.이 현상은 음차에서 관 속으로 전파해 들어가는 입사파와 관 끝 막힌 곳에서 입구 쪽으로 반사해 나오는 반사파가 서로 간섭하여 정상파를 이룰 때 나타난다. 따라서 음차가 공기 중에서 발생하는 음의 파장lambda 는lambda =2(L _{n+1} -L _{n} )=L _{n+2} -L _{n}이며, 처음 식에 위의 식을 대입하면v=2f(L _{n+1} -L _{n} )=f(L _{n+2} -L _{n} )이 된다. 여기서L _{1} ,`L _{2} ,`L _{3} ,` CDOTS 들은 유리관 내의 공명 위치를 나타낸다. 관 끝L _{0}에서 첫 번째 공명위치L _{1}까지의 길이는lambda /4에 가까우나 실제는 이 값보다 조금 작다. 이는 첫 번째 정상파의 배(복부)가 관의 모양, 크기 등에 따라서 관 끝보다 조금 위쪽에 위치하는 것을 의미하며, 원주형의 관인 경우에는 관 끝에서부터 복부까지 거리delta 와 관의 내반경r과의 비(관끝 보정), 즉delta /r는 약 0.55~0.85이다.공기 중 또는 어떤 기체 중의 음속은 다음 식에 의하여 매질의 물리적 성질에 관계된다.v= sqrt {{r} over {rho kappa }} = sqrt {{rP} over {rho }}여기서rho 는 매질의 밀도,kappa 는 압축률,r는 비열비이다. 이를 열역학의 기체 법칙으로 전개하면 다음과 같이 주어진다.v=v _{0} (1+T/273) ^{{1} over {2}}여기서,v _{0}는 0℃에서의 음속으로 약 331.48 m/s이며 T는 실험실 섭씨 온도이다.4. 실험방법실험 배치도 → 핸드폰의 주파수 앱을 사용하여 1000Hz를 설정하고 유리관 가까이에 가져다 댄다. 이때 유리관과 연결된 물통을 서서히 내리면서 소리가 크게 울리는 지점을 체크하며 실험을 진행한다.(1) 아래 그림과 같이 공명 장피의 물그릇에 충분히 물을 담아 수면이 관끝 가까이까지 오도록 한다.(2) 고무망치로 음차를 진동시켜 유리관 끝에 가까이하면서 물그릇을 서서히 내려 수면을 조정하여 소리가 가장 크게 울리는 공명점을 찾는다. 첫 번째 공명위치L _{1}, 두 번째 공명위치L _{2}, 세 번째 공명위치L _{3}, 네 번째 공명위치L _{4}를 여러번 관속의 수면을 조정하면서 읽는다.(3) 식v=2f(L _{n+1} -L _{n} )=f(L _{n+2} -L _{n} )에 의하여 음속v를 계산한다.(4) 실험 온도를 측정하여v=v _{0} (1+T/273) ^{{1} over {2}}식에 의한 음속을 얻어 식v=2f(L _{n+1} -L _{n} )=f(L _{n+2} -L _{n} )으로 얻는 결과와 비교한다.(5) 관의 내경과 관끝에서부터 복부까지의 거리를 측정하여 관끝 보정값delta /r를 구한다.5. 실험치음차의 진동수f=1000`Hz실험온도T=26.5` CENTIGRADE공명위치횟수L _{1} (m)L _{2} (m)L _{3} (m)L _{4} (m)10.0750.2260.4180.60220.0760.2380.4060.60730.0650.2250.4150.596평균0.07200.22970.41300.6017파장2(L _{4} -L _{3} )(m)2(L _{3} -L _{2} )(m)2(L _{2} -L _{1} )(m)평균lambda _{avg`} (m)=0.353130.37740.36660.3154음속v _{a} =f lambda _{avg} (m/s)353.13v _{b} =v _{0} (1+T/273) ^{{1} over {2}} (m/s)347.19비교(%)��v _{a} -v _{b} ��/v _{b} ` TIMES `100(%)1.716. 계산(결과 값)음차의 진동수f=1000`Hz실험온도T=26.5` CENTIGRADE공명위치횟수L _{1} (m)L _{2} (m)L _{3} (m)L _{4} (m)10.0750.2260.4180.60220.0760.2380.4060.60730.0650.2250.4150.596평균0.07200.22970.41300.6017파장2(L _{4} -L _{3} )(m)2(L _{3} -L _{2} )(m)2(L _{2} -L _{1} )(m)평균lambda _{avg`} (m)=0.353130.37740.36660.3154음속v _{a} =f lambda _{avg} (m/s)353.13v _{b} =v _{0} (1+T/273) ^{{1} over {2}} (m/s)347.19비교(%)��v _{a} -v _{b} ��/v _{b} ` TIMES `100(%)1.71L _{n} 의`평균값(m)`계산과정L _{1,avg}L _{1,avg} = {0.075m+0.076m+0.065m} over {3} =0.0720mL _{2,avg}L _{2,avg} = {0.226m+0.238m+0.225m} over {3} =0.2297mL _{3,avg}L _{3,avg} = {0.418m+0.406m+0.415m} over {3} =0.4130mL _{4,avg}L _{4,avg} = {0.602m+0.607m+0.596m} over {3} =0.6017m평균lambda _{avg`} (m)의 계산과정lambda _{avg} = {0.3774(m)+0.3666(m)+0.3154(m)} over {3} =0.35313(m)v _{a} =f lambda _{avg} (m/s)의 계산과정v _{a} =f lambda _{avg} =1000(s ^{-1} ) TIMES 0.35313(m)=353.13(m/s)v _{b} =v _{0} (1+T/273) ^{{1} over {2}} (m/s)의 계산과정v _{b} =v _{0} (1+T/273) ^{{1} over {2}}#```````=331.48(m/s) TIMES (1+ {26.5 CENTIGRADE } over {273} ) ^{{1} over {2}}#```````=347.19(m/s)��v _{a} -v _{b} ��/v _{b} ` TIMES `100(%)의 계산과정{�抵피瘟�-이론값��} over {이론값} TIMES 100(%)#= {��v _{a} -v _{b} ��} over {v _{b}} TIMES `100= {��353.13-347.19��} over {347.19} TIMES 100=`1.71(%)?v _{0}=331.48(m/s)을 사용함.7. 결론(오차분석 포함)이번 실험의 결과 값은 다음과 같다.음차의 진동수f=1000`Hz실험온도T=26.5` CENTIGRADE공명위치횟수L _{1} (m)L _{2} (m)L _{3} (m)L _{4} (m)10.0750.2260.4180.60220.0760.2380.4060.60730.0650.2250.4150.596평균0.07200.22970.41300.6017파장2(L _{4} -L _{3} )(m)2(L _{3} -L _{2} )(m)2(L _{2} -L _{1} )(m)평균lambda _{avg`} (m)=0.353130.37740.36660.3154음속v _{a} =f lambda _{avg} (m/s)353.13v _{b} =v _{0} (1+T/273) ^{{1} over {2}} (m/s)347.19비교(%)��v _{a} -v _{b} ��/v _{b} ` TIMES `100(%)1.71v _{a} 와`v _{b}를 비교했을 때 1.71(%)의 퍼센트 오차가 발생한 원인에 대해서 분석해보았다.소리가 크게 나는 지점을 사람의 귀로 듣기 때문에 오차가 생겼다. 인간은 시각과 청각의 반응속도가 있기 때문에 실제 지점을 정확히 측정할 수 없다. 오차를 완전히 배제시킬 수 있는 방법은 없지만 영상을 찍거나 물통을 천천히 내리면서 실험하면 오차를 확연히 줄일 수 있을 것이다. 또한, 아주 작지만 온도를 정확히 측정하는 것도 오차를 줄이는 방법 중의 하나이고, 실험 횟수를 늘리는 방법도 존재한다.
    공학/기술| 2024.07.18| 4페이지| 2,500원| 조회(320)
    태그 공명, 보고서, 물리실험, 진동수, 음속측정
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  • [일반물리학실험] 강체의 공간운동 실험보고서
    [일반물리학실험] 강체의 공간운동 실험보고서
    결과 Report학과학번이름실험조실험일시1. 목적강체는 병진 운동과 회전 운동을 동시에 병행할 수 있으므로 그 운동 에너지는 병진 및 회전 운동에너지의 합이 된다. 이 경우에도 강체의 역학적 에너지는 보존되어야 한다. 이 실험에서는 공간에서 병진과 회전 운동을 동시에 하는 강체의 역학적 에너지 보존관계를 알아본다.2. 기구강체 공간 운동장치, 버니어 켈리퍼, 먹지, A4 용지, 줄자3. 원리 및 이론강체의 운동은 질량 중심의 운동만으로는 충분히 설명되지 못한다. 이는 질량 중심의 위치가 변하지 않더라도 강체가 얼마든지 회전 운동을 할 수 있기 때문이다. 일반적으로 강체의 운동에너지는 질량중심의 나란한 병진 운동에너지와 질량중심을 지나는 축에 대한 회전 운동에너지의 합이 된다. 즉, 질량이 m, 관성모멘트가 I, 질량 중심의 이동속력이v _{cm}, 중심을 지나는 회전축에 대한 각속도가w인 강체의 운동에너지는K= {1} over {2} mv _{cm} ^{2} + {1} over {2} Iw ^{2}이 된다.위의 식과 같이 비탈각이phi 인 비탈면을 관성모멘트가 I이고 반경이 R인 둥근강체가 미끄러짐이 없이 굴러내려가는 경우를 생각해보자. 이 강체의 회전축의 방향은 구르는 동안 바뀌지 않고 질량 중심을 지난다고 하자. 처음 x=0의 지점에 정지해 있던 강체가 x만큼 굴러내려 왔다면(초기에너지를 0으로 잡으면) 에너지 보존에 의해 다음의 관계가 성립한다.{1} over {2} mv _{cm} ^{2} + {1} over {2} Iw ^{2} =mgsin phi 접촉면이 거칠어서 미끄러짐이 없이 완벽하게 구른다는 조건으로부터 강체가 이동한 거리 x는 강체 표면이 화전한 거리R theta 와 같게 된다. 따라서v _{cm} =Rw관계가 성립한다. 위의 식끼리 정리하면v _{cm} = sqrt {{2gxsin phi } over {1+I/mR ^{2}}}이 되고 이를 시간에 대해 미분하면 가속도a _{cm}을 얻을 수 있다.a _{cm} = {2gxsin phi } over {1+I/mR ^{2}} 여기서 가속도는 일정함을 알 수 있다. 강체가 구를 수 있도록 토크(tau )를 주는 것은 마찰력으로, 마찰력을f라 하면tau =I alpha =I {a} over {R} =Rf의 관계가 성립하므로 다음과 같이 마찰력의 크기를 구할 수 있다.f= {mgsin phi } over {1+mR ^{2} /I}특히 실험에서처럼 강체가 구인 경우 관성모멘트는I= {2} over {5} mR ^{2}이 되고 시작점의 높이가 수평면에 대해h이고, x(0)=0,v _{cm}(0)=0이었다면 강체가 t초후 x만큼 굴러간 지점에서의 질량중심의 가속도 및 속력은 다음과 같다.a _{cm} = {5} over {7} gsin phi ##v _{cm} (t)= sqrt {{10} over {7} gxsin phi } =a _{cm} t 이 때 작용하는 마찰력은2mgsin phi /7이 되고 이는 최대 정지마찰력보다 클 수는 없다. 따라서 최대 정지마찰계수를mu _{s}라 하면2mgsin phi /7`< mu _{s} mgcos phi , 즉tan phi
    공학/기술| 2024.07.18| 6페이지| 2,000원| 조회(115)
    태그 에너지, 보고서, 물리실험, 강체, 공간운동
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