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포사체운동실험 보고서

실험일 2021.**.**.제출일 2021.**.**.실험결과 및 데이터1. 측정값실험 공통 값수직거리(m)0.26압력센서의 수직 높이(m)0.02표 1.1 실험 공통 값 측정값실험 1 : 0˚일 때 포사체 운동 실험총 거리(m)측정된 비행시간(s)초기속도(m/s)1번째0.670.213.122번째0.670.203.243번째0.6350.212.97평균0.6580.2063.110표 1.2 실험 1의 측정값실험 2 : 30˚일 때 포사체 운동 실험총 거리(m)측정된 비행시간(s)초기속도(m/s)1번째1.1250.412.992번째1.130.423.003번째1.130.413.00평균1.1280.4132.996표 1.3 실험 2의 측정값실험 3 : 45˚일 때 포사체 운동 실험총 거리(m)측정된 비행시간(s)초기속도(m/s)1번째1.140.522.902번째1.140.522.923번째1.1550.522.92평균1.1450.522.913표 1.4 실험 3의 측정값실험 4 : 60˚일 때 포사체 운동 실험총 거리(m)측정된 비행시간(s)초기속도(m/s)1번째0.930.612.832번째0.9350.612.843번째0.9250.612.83평균0.9300.612.833표 1.5 실험 4의 측정값2. 실험값 계산 및 실험결과실험 1 : 0˚일 때 포사체 운동 실험측정값이론값(예측값)도달거리(m)0.6580.640가. 실험값 계산 (R=v`cos theta `t)표 2.1 실험 1의 실험값 계산나. 오차율오차율(%)2.812표 2.2 실험 1의 도달거리 오차율실험 2 : 30˚일 때 포사체 운동 실험 실험값 계산측정값이론값(예측값)도달거리(m)1.1281.071가. 실험값 계산 (R=v`cos theta `t)표 2.3 실험 2의 실험값 계산나. 오차율오차율(%)5.322표 2.4 실험 2의 도달거리 오차율실험 3 : 45˚일 때 포사체 운동 실험 실험값 계산측정값이론값(예측값)도달거리(m)1.1451.071가. 실험값 계산 (R=v`cos theta `t)표 2.5 실험 3의 실험값 계산나. 오차율오차율(%)6.909표 2.6 실험 3의 도달거리 오차율실험 4 : 60˚일 때 포사체 운동 실험 실험값 계산측정값이론값(예측값)도달거리(m)0.9300.864가. 실험값 계산 (R=v`cos theta `t)표 2.7 실험 4의 실험값 계산나. 도달거리 오차율오차율(%)7.638표 2.8 실험 4의 도달거리 오차율고찰1. 실험결과 분석각 0˚, 30˚, 45˚, 60˚의 각도에서 발사된 공의 도달거리와 비행시간을 측정하였고 측정된 비행시간으로 도달거리를 예측하여 측정된 도달거리와 비교하는 실험을 하였다. 각 각도마다 측정된 값들이 거의 일정하였기에 오차가 적을 것이라고 예상했지만, 예측 도달거리와 오차를 비교해보니 0˚일 때만 5% 미만이였고 나머지는 5% ~ 10% 사이가 나왔다. 이론상 물체가 포사체 운동을 할 때 45˚일 때 최대 도달거리가 가장 길고, 30˚와 60˚일 때는 최대 도달거리가 같아야 한다. 도달거리는 45˚일 때가 가장 크게 나오기는 했지만 30˚와 60˚일 때 도달거리 측정값을 비교했을 때 크게 차이가 나는 것을 확인하였다.2. 오차원인위에 오차율을 계산하며 생각보다 오차율이 크게 나와 실험 과정을 천천히 떠올리며 어떤 부분에서 오차가 발생하였을지 생각해보았다. 가장 먼저 떠오른 오차 원인을 도달거리 측정인데 이것이 가장 큰 원인이 아닐까 추측한다. 포사체가 발사되고 떨어진 지점을 장비를 이용하여 측정하는 것이 아니라 실험자가 자를 이용해 직접 측정하였기에 정확하게 측정이 불가능하다. 다음으로 오차에 영향을 준 원인은 타임 오브 플라이트의 움직임이다. 앞서 실험을 할 때 각 각도를 맞춘 뒤 포사체가 떨어지는 지점을 확인하고 그 부분에 타임 오브 플라이트를 옮겨놓았다. 그리고 발사하는 기계로부터 비행시간을 측정하는 장비의 가장자리까지의 길이를 측정한 뒤에, 포사체를 발사하고 장비 위로 떨어진 지점을 장비의 가장자리에서부터 측정하여 두 거리의 합을 구해 도달거리를 구했다. 실험을 진행하면서 장비 위로 포사체가 떨어지는데, 그 충격으로 인해 장비가 조금씩 뒤로 밀리거나 수평이 흐트러졌을 수 있기에 발사장치로부터 장비의 가장자리까지의 거리가 변하거나 가장자리부터 떨어진 지점까지 거리를 측정할 때 이 부분에서 오차가 발생했다고 생각한다. 발사장치의 각도 역시 실험자가 맞추기 때문에 각도에서도 조금씩 오차가 발생하였을 수도 있다.

자연과학| 2021.11.16| 4페이지| 1,000원| 조회(223)

포사체운동, 일반물리학, 포사체운동실험 보고서

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기주공명실험 예비 보고서

실험일 2021.**.**.제출일 2021.**.**.실험결과 및 데이터(공통)1. 실험 방법가. 실험에 필요한 값들 : 각 주파수의 공명점y _{0},y _{1},y _{2} 값, 실험실 실내 온도(t), 소리굽쇠진동수(f)1) 기주 공명 장치에 물을 채운 뒤 물통을 이용해 유리관의 수위를 1m로 맞춘다.2) 튜너 디지털 온도계를 사용해 실험실의 실내 온도(t)를 측정한다.3) 소리굽쇠로 망치를 때려 진동을 시킨 후, 유리관 입구와 가까운 곳에 수직으로 세우고,물통을 천천히 내린다.4) 유리관 소리를 들으면서 소리가 커지는 지점을 펜으로 표시한다.5) 1000Hz 소리굽쇠를 이용해 위에 1) - 3)- 4) 순으로 실험을 총 5회 실시한다. (실험1)6) 900Hz 소리굽쇠를 이용해 위에 1) - 3)- 4) 순으로 실험을 총 5회 실시한다. (실험2)7) 1101Hz 소리굽쇠를 이용해 위에 1) - 3)- 4) 순으로 실험을 총 5회 실시한다. (실험3)8) 1104Hz 소리굽쇠를 이용해 위에 1) - 3)- 4) 순으로 실험을 총 5회 실시한다. (실험4)9) 1200Hz 소리굽쇠를 이용해 위에 1) - 3)- 4) 순으로 실험을 총 5회 실시한다. (실험5)10) 각 주파수의 공명점들의 평균을 구해lambda = {2(y _{2} -y _{1} )+2(y _{1} -y _{0} )} over {2}에 대입하여 각실험의 평균 파장값(lambda )을 구한다.11)v=f lambda 라는 관계식을 이용해 각 실험의 공기 중의 음속도(v)를 구한다.12) 실험실 실내 온도(t)를 이용해 구한 음속도v _{t} =v _{0} `*` sqrt {1+t {1} over {273}}와 각 실험의음속도(v)를 비교해본다. (v _{0}은 0˚C일 때의 음속도, 약v _{0} =331.48(m/s))13) 구한 값을오차율=vert {측정값-이론값} over {이론값} vert `*`100에 대입하여 각 실험의 오차율을 구한다.2. 측정값실험 1 : 1000Hz 소리 굽쇠에 따른 공명점1. 공명점 측정값1회2회3회4회5회평균y _{0}(m)0.0750.070.080.080.080.077y _{1}(m)0.2150.250.250.250.260.245y _{2}(m)0.4150.420.420.4150.420.418표 2.1 실험 1의 공명점 측정값실험 2 : 900Hz 소리 굽쇠에 따른 공명점1. 공명점 측정값1회2회3회4회5회평균y _{0}(m)0.090.0850.090.100.0870.090y _{1}(m)0.280.2750.280.290.280.281y _{2}(m)0.470.470.470.4650.4680.469표 2.2 실험 2의 공명점 측정값실험 3 : 1101Hz 소리 굽쇠에 따른 공명점1. 공명점 측정값1회2회3회4회5회평균y _{0}(m)0.070.070.0680.070.0740.070y _{1}(m)0.2250.2260.2350.220.230.227y _{2}(m)0.390.3880.390.3850.3860.388표 2.3 실험 3의 공명점 측정값실험 4 : 1104Hz 소리 굽쇠에 따른 공명점1. 공명점 측정값1회2회3회4회5회평균y _{0}(m)0.070.060.0620.060.060.062y _{1}(m)0.2280.230.2220.2220.2160.224y _{2}(m)0.380.3840.3850.380.380.382표 2.4 실험 4의 공명점 측정값실험 5 : 1200Hz 소리 굽쇠에 따른 공명점1. 공명점 측정값1회2회3회4회5회평균y _{0}(m)0.060.060.0570.0580.050.057y _{1}(m)0.2050.2050.1950.200.200.201y _{2}(m)0.340.3480.3380.340.3350.340표 2.5 실험 5의 공명점 측정값실험실 실내 온도(˚C)27.5실험실 실내 온도(t)표 2.6 실험실 실내 온도3. 실험값 계산 및 실험결과가. 과정 10)에 따른 파장(lambda ) 계산실험1실험2실험3실험4실험5평균파장(m)0.3410.3790.3180.320.2831) 각 실험의 평균 파장값표 3.1 각 실험의 평균 파장값나. 과정 11)에 따른 음속도(v) 계산1) 각 실험의 음속도실험1실험2실험3실험4실험5음속도(m/s)341341.1350.128353.28339.6표 3.2 각 실험의 음속도다. 과정 12)에 따라 온도t일 때, 음속도(v _{t}) 계산하고 각 실험의 음속도와 비교1) t일 때 음속도와 각 실험의 음속도t(27.5˚C)실험1실험2실험3실험4실험5음속도(m/s)347.77341341.1350.128353.28339.6표 3.3 t일 때 음속도와 각 실험의 음속도라. 과정 13)에 따른 오차율1) 각 실험의 오차율실험1실험2실험3실험4실험5오차율(%)1.9471.9180.6761.5842.349표 3.4 각 실험의 오차율고찰1. 실험결과 분석실험실 실내 온도(t)와 각 실험마다 공명점(y _{n})을 측정하여 공명점의 평균값을 내고, 파장값을 구해 각 진동수의 공기 중의 음속도를 구하는 실험을 5회씩 총 25회를 하였다. 실험실 실내 온도(t)를 이용해 온도가t일 때 음속도를 계산하여 이론값(v _{t}) 347.77(m/s)이 나왔고 각 실험의 음속도는 차례대로 341(m/s), 341.1(m/s), 350.128(m/s), 353.28(m/s), 339.6(m/s)이 나왔다. 그리고 실험값과 이론값의 오차율을 계산하였더니 차례대로 1.947%, 1.918%, 0.676%, 1.584%, 2.349%란 값이 나왔다.2. 오차 원인 분석오차율을 줄이기 위해 각 실험마다 5회씩 총 25회의 실험을 했고, 오차율을 계산한 결과 위에 값처럼 나왔다. 오차가 생긴 원인을 생각해본 결과 첫 번째로 우선 소리굽쇠로 망치를 때릴 때, 정확하게 맞을 때가 있고 정확하게 맞지 않을 때가 있어 일정하지 않다. 두 번째로는 눈금의 표시다. 이 실험에서 공명 되는 지점을 표시할 때, 직접 소리를 듣고 수위를 확인하며 표시한다. 하지만 물의 높이는 계속 낮아지고, 소리가 커지는 부분을 정확히 듣고 표시하는 것이 아니기에, 공명 되는 부분의 확실하게 눈금을 표시하는 것은 한계가 있기 때문에 이러한 오차값이 나왔다고 생각한다.3. 실생활 예시우리가 주변에서 쉽게 관찰할 수 있는 공명현상은 그네의 운동이다. 그네를 탈 때 그네 운동의 진동수와 같은 진동수로 그네를 밀면, 그네는 더 높이 올라갈 수 있다. 그리고 라디오의 주파수를 맞추는 것도 공명현상 중 하나이다. 우리는 라디오 방송을 듣기 위해 그 방송의 주파수를 맞춘다. 이때 주파수를 맞추는 게 라디오 내부의 회로 진동수를 방송국 전파 진동수와 일치시키는 것인데 이것도 공명현상에 포함된다. 또 다른 공명현상을 이용한 예시 중 하나는 악기이다. 악기는 소리를 더 정확하고 크게 내기 위해 울림통이란 걸 가지고 있는데, 악기를 켤 때 악기의 고유 진동이 주변의 공기를 강제로 진동시키고 이 강제 진동수가 울림통의 고유 진동수와 일치할 때 큰 소리를 난다.

자연과학| 2021.11.16| 5페이지| 1,000원| 조회(286)

기주공명, 일반물리학, 기주공명실험

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직선무마찰실험 보고서

실험일 2021.**.**.제출일 2021.**.**.실험결과 및 데이터1. 측정값실험 1 : 등속도운동가. 활차의 속도변화speed gate 1(m/s)speed gate 2(m/s)1번째0.380.342번째0.540.513번째0.370.33표 1.1 실험 1의 활차의 속도변화 측정값실험 2 : 탄성 충돌 실험 (동일질량, 한쪽 활차만 운동)speed gate 1(m/s)speed gate 2(m/s)1번째0.400.372번째0.490.463번째0.330.29가. 활차의 속도변화표 1.2 실험 2의 활차의 속도변화 측정값실험 3 : 비탄성 충돌 실험 (동일질량)speed gate 1(m/s) (활차1)speed gate 2(m/s) (활차2)1번째처음속도0.300.21나중속도0.120.272번째처음속도0.310.32나중속도0.270.283번째처음속도0.440.28나중속도0.200.34가. 활차의 속도변화표 1.3 실험 3의 활차의 속도변화 측정값2. 실험값 계산 및 실험결과실험 1 : 등속도운동1번째2번째3번째이론값(m/s)0.380.540.37가. 이론값표 2.1 실험 1의 이론값1번째2번째3번째오차율(%)10.525.5510.81나. 오차율표 2.2 실험 1의 오차율실험 2 : 탄성 충돌 실험 (동일질량, 한쪽 활차만 운동)1번째2번째3번째이론값(m/s)0.400.490.33가. 충돌 후 속도 이론값표 2.3 실험 2의 충돌 후 속도 이론값나. 충돌 후 멈춰있던 활차의 속도 오차율1번째2번째3번째오차율(%)7.506.1212.12표 2.4 실험 2의 오차율실험 3 : 비탄성 충돌 실험 (동일질량)가.충돌 전충돌 후1번째0.510.392번째0.630.553번째0.720.54충돌 전후 운동량 비교 (동일질량이기 때문에 질량 생략하여 계산)표 2.5 실험 3의 충돌 전후 운동량 비교나.충돌 후 속도운동량1번째활차10.210.51활차20.302번째활차10.320.63활차20.313번째활차10.280.72활차20.44충돌 후 속도와 운동량 이론값 (동일질량이기 때문에 질량 생략하여 계산)표 2.6 실험 3의 충돌 후 속도와 운동량 이론값1번째2번째3번째오차율(%)23.5312.7025.00다. 충돌 후 운동량 오차율표 2.5 실험 3의 충돌 전후 운동량 비교고찰1. 실험결과 분석직선무마찰 실험의 첫 번째 실험인 등속도 운동 실험에선 외부에서 하나의 활차에 힘을 주었을 때, 첫 번째 포토게이트에서의 속력과 두 번째 포토게이트에서의 속력을 비교하여 변화하는지 알아보는 실험이다. 이론대로면 외부에서 활차에 작용한 힘이 어떠한 다른 에너지로 변환하지 않고 첫 번째와 두 번째 포토게이트를 지나게 된다면 두 포토게이트에서 측정된 활차의 속력은 같아야 한다. 하지만 위에 실제 실험한 측정값을 보면 측정된 초기 속력과 나중 속력이 다른 걸 확인할 수 있다. 이유는 활차가 포토게이트를 지나면서 움직이는 과정에서 외부에서 받은 힘이 다른 에너지로 변환되었기 때문이다. 그래서 모든 실험 측정값을 보면 초기 속력보다 나중 속력이 더 낮게 나왔는데, 이것을 보며 외부에서 받아 가지고 있던 힘이 물체가 움직이면서 중간에 다른 에너지로 변환되었다는 결론이 나왔다.두 번째 실험은 동일질량의 활차를 이용하여 탄성 충돌에 대한 실험을 했다. 탄성충돌의 이론을 살펴보면 움직이는 물체와 정지해있는 물체가 있을 때, 완전탄성충돌을 한 경우 움직이던 물체의 운동량이 정지한 물체에 모두 전달되어 움직이던 물체는 정지하고 정지했던 물체는 운동하며 운동량과 운동에너지가 보존된다. 운동량 보존 법칙을 보면mv _{ai} +mv _{bi} =mv _{af} +mv _{bf}인데 동일질량일 경우v _{ai} +v _{bi} =v _{af} +v _{bf}이다. 이론에 따르면v _{bi} ,`v _{af}는 0이기 때문에v _{ai} =v _{bf}이다. 그렇기에 충돌 전 속도와 총돌 후 속도가 같아야 하는데 측정된 값을 보면 충돌 전 속도보다 느려진 것을 볼 수 있다. 그리고 운동에너지가 보존되는 경우{1} over {2} mv _{ai}^{{}^{2}} + {1} over {2} mv _{bi}^{{}^{2}} = {1} over {2} mv _{af}^{2} + {1} over {2} mv _{bf}^{2}가 성립한다. 동일 질량일 경우,v _{ai}^{2} +v _{bi}^{2} =v _{af}^{2} +v _{bf}^{2}이고 이론일 경우 운동량을 구할 때와 마찬가지로v _{bi} ,`v _{af}는 0이기 때문에v _{ai}^{2} =v _{bf}^{2}이다. 여기서 충돌 후 운동량과 운동에너지가 줄어들었다는 것을 확인할 수 있다.세 번째 실험은 비탄성 충돌에 대한 실험이다. 비탄성 충돌은 완전탄성 충돌과는 다르게 운동량은 보존되지만 운동에너지는 보존되지 않는다. 그렇기 때문에 이론상 충돌 전후의 운동량은 같아야 한다. 하지만 측정된 실험값의 충돌 후 운동량은 충돌 전 운동량과 차이를 보였다. 측정된 속도와 충돌 전후의 운동량을 비교해보면 운동량과 운동에너지 둘다 보존되지 않은 것을 알 수 있다.2. 오차원인직선무마찰 실험은 오차가 발생하지 않는 것이 어려운 실험이다. 실험 과정에서 어떤 부분에서 오차가 발생할 수 있을지 주의하며 실험에 임하였고, 몇 가지 오차 원인을 생각할 수 있었다.첫 번째로는 마찰이다. 실험을 할 때 활차를 레일에 있는 바퀴 홈에 맞추고 힘을 가하면 활차는 포터게이트를 지나게 된다. 이때 활차의 바퀴와 레일이 만나기 때문에 활차가 운동하는 동안 마찰이 생겨서 활차가 가지고 있던 힘이 다른 에너지로 전환되어 오차가 발생하였을 수도 있다. 두 번째는 활차에 너무 적게 힘을 가했을 경우이다. 등속도 운동 실험을 보면 1번째에서는 적당한 힘을 주어 밀고 2번째에서는 1번째보다 세게, 3번째는 1번째로다 적게 힘을 가하여 실험을 진행했다. 모든 실험 측정값들이 초기 속도와 나중 속도의 차이는 비슷하지만 가장 적게 힘을 가한 3번째 실험이 오차율이 가장 크게 나온 것을 확인할 수 있었다. 그래서 힘의 세기 크기에 따라 오차가 달라진다고 결론을 내렸다. 세 번째로는 충돌할 때의 에너지 손실이다. 활차가 충돌할 때, 에너지가 열에너지나 소리에너지로 전환되어 손실이 일어났기 때문에 오차가 발생한 것 같다고 추측한다.

자연과학| 2021.11.16| 4페이지| 1,000원| 조회(334)

일반물리학, 직선무마찰, 직선무마찰실험 보고서

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역학적에너지실험 보고서

실험일 2021.**.**.제출일 2021.**.**.실험결과 및 데이터1. 측정값실험 1 : 만곡형 실험차의 무게(g)38만곡의 정점 높이(m)0.29출발 지점 높이(m)0.54반지름(m)0.145가. 실험 공통 값표 1.1 실험 1의 공통 값 측정값나. 만곡점에서의 속도속도(m/s)1회1.312회1.343회1.314회1.315회1.31평균1.32표 1.2 실험 1의 만곡점에서의 속도 측정값실험 2 : 언덕형 실험가. 실험 공통 값차의 무게(g)38초기 높이(m)0.29언덕에서의 높이(m)0.15아래쪽 높이(m)0표 1.3 실험 2의 공통 값 측정값나. 언덕·아래에서의 속도카트의 속도(언덕) (m/s)카트의 속도(아래) (m/s)1회1.401.972회1.411.963회1.401.954회1.411.965회1.401.98평균1.401.96표 1.4 실험 2의 언덕에서의 속도 측정값2. 실험값 계산 및 실험결과실험 1 : 만곡형 실험가. 이론값속도(m/s)2.21표 2.1 실험 1의 이론값최소 높이(m)0.36나. 만곡 지점을 통과하기 위한 최소 높이 (h= {5} over {2} r)표 2.2 실험 1의 만곡 지점을 통과하기 위한 최소 높이 계산값라. 만곡점에서의 속도의 오차율오차율(%)40.27표 2.3 실험 1의 만곡점에서의 속도의 오차율실험 2 : 언덕형 실험초기언덕아래운동에너지037.2472.99위치에너지108.0055.860역학적에너지108.0093.172.99가. 역학적 에너지 (E= {1} over {2} mv ^{2} +mgh)표 2.4 실험 2의 역학적 에너지 계산언덕아래운동에너지52.14108.00위치에너지55.860역학적에너지108.00108.00나. 언덕·아래에서의 역학적 에너지 이론값표 2.5 실험 2의 언덕·아래에서의 역학적 에너지 이론값언덕아래오차율(%)13.8032.42다. 언덕·아래에서의 역학적 에너지 오차율표 2.6 실험 2의 언덕·아래에서의 역학적 에너지 오차율라. 손실률초기-언덕언덕-아래손실률(%)13.8021.60표 2.7 실험 2의 각 구간의 손실률고찰1. 실험결과 분석첫 번째 실험은 만곡형 모양으로 진행하여 실험값을 측정하였고 만곡점에서의 속도의 이론값을 역학적 에너지 보존을 이용해 구해 오차율을 계산했다. 만곡점에서 속도의 측정값과 이론값의 오차율은 약 40%로 다소 높은 수치가 나왔다. 그리고 활차가 만곡 지점을 통과할 때 중력과 원심력이 같아야 떨어지지 않고 계속 진행되는 것을 이용해h= {5} over {2} r라는 계산식을 유도했다. 앞서 구한 계산식에 반지름을 대입시켜 만곡 지점을 통과할 수 있는 최소 높이 h를 구하였고 h는 최소 0.36m 이상이어야지 활차가 만곡 지점에서 떨어지지 않고 진행되는 것을 알게 되었다. 우리가 진행한 만곡형 실험의 출발 지점은 0.36m보다 높은 0.54m였기 때문에 활차가 만곡 지점에서 추락하지 않고 무사히 지나간 것이다.두 번째에서는 모양을 언덕형을 바꾸어 진행했다. 측정된 값을 이용해 각 지점에서의 역학적 에너지를 구하였고, 이론대로면 초기의 역학적 에너지와 언덕과 아래에서의 역학적 에너지가 같아야 하는데 값이 차이가 나는 것을 확인하였다. 만곡형 실험에서 사용했던 역학적 에너지 보존 법칙을 이용하여 언덕과 아래에서의 역학적 에너지의 이론값을 구하여 측정값과 비교해보았다. 오차율을 구해보니 언덕 쪽에서는 13.8%로 비교적 낮은 수치가 나와 측정된 값과 이론값이 심하게 차이가 나지 않다는 걸 확인하였고, 아래에서는 32.42%로 이론값과 상대적으로 많이 차이 나는 것을 확인할 수 있었다. 그래서 초기-언덕, 언덕-아래 구간에서의 에너지 손실률을 구해 본 결과 차례대로 13.8%, 21.6%로 언덕-아래가 초기-언덕에서보다 더 많은 에너지 손실이 발생하였다. 앞서 손실된 에너지도 있었기 때문에 실험에서 측정된 값으로 구한 아래에서의 역학적 에너지가 초기의 역학적 에너지와 많은 차이가 발생한 것이라는 결론이 나왔다.2. 오차원인이 역학적 에너지 실험이 측정값과 이론값이 같게 나오기는 어렵다. 하지만 이론값에 비슷하게는 나올 수가 있는데, 모든 오차율이 10% 이상으로 심한 것은 대략 40%가 나왔다. 실험에서 어떤 부분이 오차에 영향을 끼친 건지 유추해본 결과 레일과의 마찰, 에너지 전환 과정에서의 손실이나 다른 에너지로의 전환이 오차의 원인이라고 생각한다. 각 실험에서 측정된 속도를 보면 이론값보다 느리다는 것을 알 수 있다. 이렇게 이론값보다 측정된 속도가 느린 이유는 활차가 레일에 맞물려 운동을 하면서 마찰이 발생했기 때문이다. 이렇게 생긴 마찰로 활차의 속도는 겉으로 봤을 때는 티가 나지 않지만, 조금씩 느려져서 오차의 한 원인이 될 수 있을 것이다. 역학적 에너지는 운동에너지와 위치에너지의 합인데, 운동에너지가 줄어든 만큼 위치에너지가 증가하고, 위치에너지가 감소한 만큼 운동에너지가 증가한다. 이렇게 역학적 에너지는 보존이 되는데, 활차가 레일 위에서 운동할 때 위치에너지 혹은 운동에너지가 운동에너지 혹은 위치에너지로 전환되는 과정에서 오차가 발생하였을 것이라고 예상한다. 에너지가 전환되는 과정에서 에너지가 손실되거나 활차와 레일 사이에서 마찰과 소리가 발생하였기 때문에 열에너지나 소리에너지로 전환되었을 가능성이 있다. 그래서 모든 에너지가 완전하게 전환되지 않고 전환되는 과정에서 손실이 일어나고, 다른 에너지로 전환되어 오차가 발생한 것 같다.

자연과학| 2021.11.16| 5페이지| 1,000원| 조회(373)

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소리간섭실험 보고서

실험일 2021.**.**.제출일 2021.**.**.실험결과 및 데이터1. 측정값실험 : 1000Hz(R), 3450Hz(L)0s1s2s3s4s5s6s7s8s9s소음89.2089.0588.1488.0288.2888.5288.5588.5887.9987.6410s11s12s13s14s15s16s17s18s19s소음87.2986.9887.0085.5184.4883.0180.7179.4278.9378.2020s21s22s23s24s25s26s27s28s29s소음76.4175.8375.6274.4572.1369.2872.7071.7372.4271.5030s31s32s33s34s35s36s37s38s39s소음72.8574.7975.7377.4879.8379.9981.7883.2183.8385.3640s41s42s43s44s45s소음85.3187.0087.6188.0588.0888.20가. 실험 4의 시간에 따른 소음의 데이터 값표 1.1 시간에 따른 소음의 데이터 값나. 실험 데이터값의 그래프그림 1.1 실험 데이터값의 그래프고찰1. 실험결과 분석상쇄간섭은 골과 마루가 만나는 지점에서 발생하고 보강간섭은 마루와 마루, 골과 골이 만나는 지점에서 생긴다. 그래서 그래프에서 낮아지는 지점이 상쇄간섭이 발생하는 지점이고 높아지는 지점이 보강간섭이 발생한 지점이다. 실험 데이터값의 그래프와 표를 보면 12초 지점에서 25초 사이에 갑자기 낮아지고 26 ~ 27초, 28 ~ 29초에서 낮아지는 것을 확인할 수 있다. 그리고 25초에서 28초 사이에서 소음이 증가하고 30초 이후로 다시 점점 증가하는 것을 볼 수 있다. 이러한 결과를 통해 12초에서 29초 사이에서 상쇄·보강 간섭 현상이 발생했다는 결론이 나왔다.2. 오차원인우선 실험이 한번만 진행했기 때문에 실험이 잘 되었는지 확인되지 않는다. 그렇지만 실험을 진행하면서 오차가 발생했을 만한 오차 원인 중 가장 큰 원인은 시간과 센서의 움직임이다. 실험은 1초에 1cm씩 움직이면서 진행하였는데, 시간 초는 센서를 움직이는 실험자가 속마음으로 세면서 진행하였다. 센서가 있는 레일은 총 30cm인데 측정된 데이터값을 보면 45초까지 측정되었다. 그리고 소음을 최소화하며 실험을 진행했지만 자잘한 소리나 센서를 이동시키면서 레일에서 나는 소리가 스피커의 파동과 만나 방해되었을 수도 있다.

자연과학| 2021.11.16| 3페이지| 1,000원| 조회(624)

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