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일반물리학 실험 - 포물체 운동 예비보고서

물리적 사고와 실험1예비보고서학과 : 학번 : 이름 : 김**실험일 : 2019년 4월 1일 8,9교시실험조 : 2조 제출일 : 2019년 4월 1일 조 원 : 권**. 김**, 김**, 김**?포물체 운동 실험?실험 목적 : 공을 수평으로 발사한 다음 발사 장치의 사정거리와 높이를 측정하여 그 초기 속도를 구하고, 특정 각도에서 발사한 공의 거리를 예상하고 검증한다.실험 방법(1) 물체가 자유낙하 할 때 수직거리y`=` {1} over {2} gt ^{2} 가 됨을 설명하시오물체가 y(m) 인 높이에 있을 때, y(m)를 기준점으로 잡으면, 지표면은 -y(m)이다. 이때, 물체의 초속v _{i}= 0 이고 자유낙하 운동이기 때문에 가속도a`=`-g이다.따라서 등가속도 운동에서 나중 위치를 구해보면x _{f} `=`x _{i} `+`v _{i} t`+` {1} over {2} at ^{2}인데, 초속v _{i}= 0 이고 가속도a`=`-g이므로 대입하면y`= {1} over {2} gt ^{2} 가 나온다.(2) 포물체 운동에서 최대 높이 일 때 시간 t는 얼마인가?가정 : 포물체 운동에서 y축으로 힘이 중력가속도 g 만 작용한다고 하고, 공기저항을 무시,vec{v _{i}}가 x축과 이루는 각도theta x축 운동은 등속도운동, y축은 등가속도 운동이며 가속도는a`=`-g이다.최대 높이 일 때 y축에서 속도를v _{y _{max}}라 하면v _{y _{max}} = 0 이된다.v _{i} sin theta `-`gt=`0 일 때 시간 t ={v _{i} sin theta } over {g} 이다.(3) 포물체 운동에서 수평거리가 최대일 때 각도는 어떻게 되는지 식을 유도하고 설명하시오.가정 : 포물체 운동에서 y축으로 힘이 중력가속도 g 만 작용한다고 하고, 공기저항을 무시,vec{v _{i}}가 x축과 이루는 각도theta , 수평거리R , 최대 수평거리R _{max}이때 x축에서 속도v _{x`} =v _{i} sin theta 이고, x축의 운동은 등속도 운동이므로R`=`v _{i} sin theta TIMES T 이다. ( T 는 시간)이때, 포물체 운동이므로 최대높이에 도달했을 때 걸리는 시간과, 다시 지표면으로 내려오는 시간이 같으므로T`=`2t`=` {2v _{i} cos theta } over {g} 이다.THEREFORE `R`=`v _{i} sin theta TIMES {2v _{i} cos theta } over {g} `=` {v ^{2} _{i} sin2 theta } over {g} (삼각함수 배각 공식에 의해2sin theta cos theta `=`sin2 theta )THEREFORE R _{max} `=` {v ^{2} _{i}} over {g} (BECAUSE ``-1 LEQ sin2 theta LEQ 1 ) (theta `=45 ^{CIRC } 일때`성립)(4) 실험방법을 잘 읽어보고, 실험과정을 자필로 자세히 기술하시오.(1) 공의 초기 속도 구하기1) 포물체 발사 장치를 튼튼한 탁자 한 쪽 끝에 클램프로 고정한다.2) 공이 수평으로 발사되도록 발사 장치의 각도를 0으로 조정한다.3) 포물체 발사 장치에 플라스틱 공을 넣고 장거리 위치에 맞춘다. 공을 하나 발사하여 공이 바닥에 떨어지는 위치를 확인하고, 그 지점에 흰 종이를 테이프로붙여둔다. 그 다음 이 종이 위에 카본지 한 장을 (카본 면 아래로 가도록) 놓고테이프로 붙인다. 이렇게 하면 공이 바닥에 부딪혔을 때 흰 종이에 자국이 남게된다.4)10발 정도를 발사한다.5) 공이 포신을 떠날 때 공의 아래면 (이 위치는 포신 측면에 표시되어 있음)에서 바닥까지의 수직 거리를 측정한다. 이 거리를 표에 기록한다.6) 측정추를 이용하여, 포신의 발사 지점 바로 아래에 있는 바닥 위 지점을 찾는다. 포신 발사 지점부터 종이의 앞 가장자리까지, 바닥을 따라 수평 거리를 측정하고 그 결과를 표에 기록한다.7) 수직 거리와 평균 수평 거리를 이용하여, 공의 비행시간과 초기 속도를 계산하고, 그 결과를 표에 기록한다.(2) 여러 각도에서 발사한 공의 사정거리 예상하기

공학/기술| 2022.03.19| 4페이지| 1,500원| 조회(189)

물리, 물리학실험, 예비보고서, 포물체 운동

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일반물리학 실험 - 컴퓨터를 이용한 구심력 측정 예비보고서 평가A+최고예요

물리적 사고와 실험1예비보고서-컴퓨터를 이용한 구심력 측정-학과 : 학번 : 이름 : 김**실험일 : 2019년 4월 29일 8,9교시실험조 : 2조 제출일 : 2019년 4월 29일 교수님 : 안**교수님실험 목적 : 균일한 원운동을 하는 물체에 대한 구심력, 질량, 속도 및 반경 등의 관계를 알아보기 위하여.1) 각속도와 각가속도에 대하여 조사하여 정리하시오.각속도 : 일정시간에 대한 회전한 각도의 변화량으로 정의 된다.각가속도 : 일정시간에 대한 가속도의 변화량으로 정의 된다.2) 선속력과 각속력 사이의 관계에 대하여 설명하시오.선속도는 그 시간의 접선 속도를 이야기하는데, 접선의 속도v`=` {ds} over {dt}로 정의 된다. 이때 s는 점이 곡선(원호) 위에서 움직인 거리 이므로s=r theta 이다. 이때v`=` {ds} over {dt} = {r*d theta } over {dt} =r* omega (각속도는 일정 시간동안 회전한 각도의 변화량)THEREFORE `v=r omega 로 표현 할 수 있다.3)실험방법을 잘 읽어보고, 실험과정을 자필로 자세히 기술하시오.⑴그림과 같이 구심력 측정 장치를 설치한다.(힘센서와 구심력 측정 장치의 중앙축이 수직이 되도록 설치해야 한다.)⑵추 질량을 10g으로 선택한다. 이때 양쪽 질량이 동일한 위치에 올 수 있도록 하고(추 고정 볼트, 너트의 질량은 2.5g이다), 회전축과 물체 M의 중앙선과 거리 r을 측정하여 결과표에 기록한다.⑶850 Universal Interface Analog Channel A에 Force Sensor를 연결하고 Digital Channel 1에 Photogate를 연결하고, Power Supply에 구심력 측정 장치의 전원을 연결한다.⑷컴퓨터 바탕화면의 “구심력 측정” Capstone 프로그램을 실행한다.⑸좌측 Tools의 Calculator를 눌러 2번 radius = ***에 (2)에서 측정한 반경을 기록한다.⑹Force Sensor의 Tare 버튼을 눌러 다시 Reset 시킨다.⑺프로그램의 좌측하단 Record 버튼을 누르고, Power Supply의 전압을 서서히 올려 측정을 시작한다.(이 때 전류 조절 손잡이를 돌려 중간 정도 오게하고, 절대로 11V를 초과해서는 안된다)⑻Stop을 누르고 power supply의 전원을 낮춘다.⑼3회 실시 후 원활히 나온 Data 하나만 남기고 나머지는 삭제한다.⑽이 과정을 추의 질량 15g, 20g, 25g, 30g 에 대해 반복 실험한다.(주의 : 추의 값을 변화 할 때 r의 값을 일정하게 유지하자.⑾상단의 메뉴 바에 카메라 모양의 아이콘 메뉴를 열고 Snapshot Workbook Page Display(맨 아래 매뉴)를 선택하고 그래프를 선택한 다음 카메라 아이콘을 누른다. 카메라 아이콘 옆의 책 모양 아이콘을 누르고 Journal 창의 Export Journal To HTML를 눌러 그래프를 저장한다.(파일명이 구심력 폴더로 저장된다.)

공학/기술| 2022.03.19| 3페이지| 1,500원| 조회(392)

물리, 물리학실험, 예비보고서, 구심력 측정

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일반 물리학 실험 - 중력가속도 측정 예비보고서

물리적 사고와 실험1예비보고서-중력가속도 측정(Borda 진자)-학과 : 학번 : 이름 : 김**실험일 : 2019년 5월 20일 8,9교시실험조 : 2조 제출일 : 2019년 5월 20일 교수님 : 안**교수님※ 실험 목적 : Borda 진자의 주기와 길이를 측정하여 중력가속도 g를 구한다.1) 단진자의 운동과 같이 주기성을 갖는 운동은 무엇이 있을까? 조사하여 정리하시오.주기운동이란 일정한 시간마다 일정하게 회전하거나 진동하는 운동을 말한다.시계추 운동, 피스톤 운동,2)진자의 등시성에 대해 조사하여 정리하시오.진자의 등시성이란 진자의 주기가 진폭과는 상관없이 일정한 성질을 뜻한다.진폭이 작은 경우에 성립한다. 지구의 중력장 안에서 진동하는 단진자의 주기는 실의 길이와 중력가속도에만 영향을 받는 것을 예로 들 수 있다.3)중력에 대하여 조사하여 정리하시오.지구의 만유인력과 자전에 의한 원심력을 합한 힘4) Borda진자의 경우g`=` {4 pi ^{2}} over {T ^{2}} [(l+r)+ {2} over {5} {r ^{2}} over {(l+r)} ]임을 유도하시오.복원력F=-mg`sin theta 이고,theta 는 연직면과 추의 중심을 맺는 직선사이의 각이고, 그 각이 상당히 작다면( theta LEQ 5 DEG )sin theta = theta 로 생각할 수 있다. 운동방정식은m {d ^{2} x} over {dt ^{2}} =-mg {x} over {I}이고, 미분방정식의 특수해는X=Acoswt이다. 여기서 각 진동수는w= sqrt {{I} over {g}}로 정의된다.진동수와w=2 pi f=2 pi {1} over {t}이므로 주기T는T=2 pi sqrt {{I} over {g}}과 같다. 이 운동방정식은I {d ^{2} theta } over {dt ^{2}} =-mgIsin theta #이다. 여기서I~는 회전축에 대한 강체의 관성모멘트이다. 이 때 구의 반경이r이고 철사 길이가I인 Borda진자에서는L=I+r이므로I는I=M(1+r) ^{2} +M {2} over {5} r ^{2}이다.theta가5DEG이내로 매우 작다면sin theta = theta 이므로 운동방정식은I {d ^{2} theta } over {dt ^{2}} =-MgLsin theta 가 되고, 그 때의 주기T는T=2 pi sqrt {{I} over {mgr}}가 된다.위의I,L~을 대입하여g를 정리하면g= {4 pi ^{2}} over {T ^{2}} (1+r)+ {2} over {5} {r ^{2}} over {(1+r)}이 된다.5) 실험방법을 잘 읽어보고, 실험과정을 자필로 자세히 기술하시오.(1) 예비실험(Borda 진자의 강제 진동운동 제거 단계)1. 이동 받침대의 지면으로부터 1.6m 위에 받침날을(진자가 부착된 상태) 홈에 얹는다.2. 진자를 매단 철사의 길이가 1m 되는 지점에서 수직선과 5도 이내 진동이 되도록 준비된실로 묶어 철사줄을 잡아 당긴다.3. 실의 한쪽을 놓아 진자를 진동시키고, 진자의 진동이 안정되면 진자가 한쪽으로 왔을 때초시계를 누른다.4. 진자가 10회 진동하는 데 걸리는 시간을 측정하여 주기 T를 구한다.5. 진자를 제거하고 받침날만 홈에 얹는다.6. 받침날을 약간 흔들어 10회 진동하는 동안 시간을 측정하여 주기 T''를 구한다.7. 과정 4.의 T와 과정 6.의 T''가 일치하는지 비교해 본다. 일치할 경우 본 실험으로 넘어간다. 만약 일치하지 않을 경우 받침날에 부착된 이동나사 추를 위아래로 움직이면서 과정

공학/기술| 2022.03.19| 4페이지| 1,500원| 조회(200)

물리, 물리학실험, 예비보고서, 중력가속도 측정

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일반 물리학 실험 - 기주 공명에 의한 공기 중의 음속 측정 예비보고서

물리적 사고와 실험1예비보고서-기주공명에 의한 공기 중의 음속 측정-학과 : 학번 : 이름 : 김**실험일 : 2019년 5월 13일 8,9교시실험조 : 2조 제출일 : 2019년 5월 13일 교수님 : 안**교수님◈실험 목적관은 스피커에서 나온 소리를 증폭시키는 특정 주파수가 존재하는데, 이를 공명 주파수라고 하며, 이 공명 주파수를 측정하기 위해서 실험을 진행한다.1) 여러 매질 내의 음속에 대하여 조사하시오.공기에서 속력 :V`=`(331.5+0.61T) (T는 섭씨온도)물에서 속력 : 1500m/s철에서 속력 : 5870m/s스텐레스에서 속력 : 4550m/s구리에서 속력 : 4650m/s황동에서 속력 : 4370m/s청동에서 속력 : 3530m/s은에서 속력 : 3580m/s텅스텐에서 속력 : 5330m/s2) 여러 음원의 소리 준위에 대하여 조사하시오.소리 준위 : 음파의 세기의 범위를 조금 더 편하게 나타내기 위해 로그 눈금을 이용해 나타낸 소리의 세기, 식으로는beta =10log( {I} over {I _{0}} )(가청 문턱I _{0`} =1.00 TIMES 10 ^{-12} (W/m ^{2} )) (단위는 dB)제트기 근처 : 150수동 착암기,총 : 130사이렌 : 120지하철 : 100도로 : 80진공 청소기 : 70일상적 대화 : 60모기 소리 : 40속삭임 : 30가청 문턱 : 03) 도플러 효과에 대하여 설명하시오.구급차가 사이렌을 울리고 지나갈 때, 멈춰 있는 사람이 듣는 경적의 진동수는 구급차가 접근하면 높아지고 멀어지면 낮아지는 효과를 이야기한다.구급차가 사람에게 접근할 때 파원은 가만히 있지만 사람에게 부딪히는 파면의 간격이 좁아져서 진동수가 높아지는 것이고, 반대의 경우에는 파원은 가만히 있지만 사람에게 부딪히는 파면의 간격이 넓어져 진동수가 낮아진다.4) 충격파에 대하여 설명하시오.음원의 속력이 음속보다 빠를 때 폭발음을 내면서 형성되는 원뿔 모양의 파 이다.5) 중첩의 원리에 대하여 설명하시오.두 파동이 만나 겹쳐서 생긴 파동의 변위는 각 파동의 변위를 합친 것과 같다 는 원리이다. 이를 따르는 파동을 선형 파동이라고 한다.두 파동은 서로 영향을 주지 않는다.6) 음파의 간섭에 대하여 설명하시오.독립된 파동들이 결합하여 합성 파동을 만드는 것을 간섭이라고 하는데, 서로 파동이 같은 방향이면 보강 간섭, 다른 방향이면 상쇄 간섭이라고 한다.7) 정상파에 대하여 설명하시오.정상파 란, 동일한 매질에서 진폭, 진동수 및 파장이 같지만 서로 반대 방향으로 진행하는 두 사인형 횡파들의 중첩으로 만들어진 정지한 것처럼 보이는 진동 모양을 말한다.8) 공명현상에 대하여 설명하시오.진동계가 그 고유진동수와 같은 진동수를 가진 외력(外力)을 주기적으로 받아 진폭이 뚜렷하게 증가하는 현상을 가리킨다.9) 실험과정을 자필로 자세히 기술하시오.1. 공명통이 움직이지 않도록 공명통 받침대 밑에 고무판을 설치한다.2. 공명통에서 개방되어 있는 부분에 스피커를 설치하고, 1cm 떨어진 곳에 소리센서를 설치한다.3. 스탠드에 회전센서를 부착하고, 공명통의 폐쇄된 부분에 실을 연결한다.4. 컴퓨터 바탕화면의 “기주공명” Capstone 프로그램을 실행하고, 좌측 Tools의 SignalGenerator에서 Frequency를 750~1000Hz 사이의 값을 입력한다.5. 프로그램 좌측 하단의 Record 버튼을 누른 뒤 Rack 막대를 잡아당겨 공명통의 길이를 변화시킨다. (음수 쪽으로 진행하면 Channel 1과 Channel 2를 바꾸어 설치하라.) 그래프에서 피크(공명)가 두 개 생기면 측정을 종료한다.6. 측정된 값을 Add a Coordinate tools의 첫 번째 Add Coordinate/Delta Tool을 선택하면 그래프 상에 좌표가 생긴다. 이 좌표를 측정한 피크점 근처로 이동하면 피크점의 좌표가 생긴다. 이좌표의 위치를 읽어 기록한다.7. 위 실험과정 5.~6.의 과정을 9회 반복한다.

공학/기술| 2022.03.19| 5페이지| 1,500원| 조회(398)

물리, 물리학실험, 예비보고서, 기주공명, 기주 공명, 음속 측정

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일반 물리학 실험 - Air Track을 이용한 가속도 측정 예비 보고서

물리적 사고와 실험1예비보고서-Air Track을 이용한 가속도 측정-학과 : 학번 : 이름 : 김**실험일 : 2019년 4월 8일 8,9교시실험조 : 2조 제출일 : 2019년 4월 8일 교수님 : 안**교수님(1) 뉴턴의 법칙에 대하여 자세히 설명하시오.뉴턴 제 1법칙(관성의 법칙) : 외부에서 물체에 어떤 힘이 작용하지 않는 한, 그 물체가 자신의 운동 상태를 계속해서 유지하려고 하는 성질을 관성이라고 하는데, 정지해 있는 물체나, 운동하고 있는 물체에 힘이 가해지지 않으면, 정지한 물체는 정지하려고, 운동하는 물체는 같은 속도로 운동하려고 하는 성질을 말한다.뉴턴 제 2법칙(가속도의 법칙) : 우리에게 흔히vec{F} =`m vec{a} 라고 알려져 있는 법칙이다. 어떤 물체의 운동 상태는 그 물체에 작용하는 알짜힘의 크기와 방향에 따라 변한다고 하는 것이다. 여기서 알짜힘이란 그 물체에 작용하는 합력이다.뉴턴 제 3법칙(작용과 반작용의 법칙) : 어떤 물체에 힘이 작용할 때에는 항상 두 물체가 관련되어 한 쌍의 힘으로 나타나는데, 그중 한 힘을 작용이라고 하면 다른힘은 반작용이 된다.이때 두 힘의 크기는 같으며, 방향은 반대이다.(2)실험과정을 자세히 기록하시오.1) 컴퓨터 바탕화면의 “가속도측정” Capstone 프로그램을 실행한다.2) Photogate 1과 Photogate 2를 질량m _{2}가 낙하하는 범위 안에 설치한다,3)m _{1} ,m _{2} 질량을 결과표에 기록한다.(카트의 질량 180g, Flag의 질량 10g)4)Air Supply 출력을 최대로 놓고 카트를 올린다. 이때 카트가 움직이지 않을 때까지 수평을 맞추어야 한다. 그렇지 않으면 수평운동이 아닌 빗변운동이 되어 오차의 원인이 된다.5) 카트를 Photogate 1의 불이 들어오기 바로 직전이 되도록하여 손으로 정지시킨다.6) 실행시킨 “가속도측정” Capstone 프로그램의 좌측하다 Record 버튼을 클릭하고 정지되어져 있는 카트를 놓아 운동을 시작하게 한다. (이때 주의할 점은 Photogate 1을 통과할 때 카트는 정지 상태에서 시작되어야한다. ) 운동이 끝나면 Stop 버튼을 눌러서 Record를 정지한다.7)Photogate, Photogate 2의 차트에서 첫 번째 시간을 결과표에 기록한다,8)Photogate 2 Velocity 차트에서 Photogate 2에서의 속도

공학/기술| 2022.03.19| 3페이지| 1,500원| 조회(234)

물리, 물리학실험, 예비보고서, Air track, 가속도 측정, Air Trac..

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