1. 실험 제목 : RC 회로의 충전과 방전2. 실험 목적1) RC 회로에서의 충전과 방전 2) RC 시간상수의 의미와 측정방법에 대한 이해3. 이론 및 원리1) 전달함수 교류 입력신호가 회로를 통해 전달되는 과정에서 입력신호의 주파수에 의존하는 변 형이 일어나고 이러한 변형은 회로의 특성을 반영한다. 이 변형에서 나타나는 수학적 인 표현을 전기회로의 전달함수라고 한다.< 중 략 >4. 실험 장치 및 방법1) 실험 장비 : 오실로스코프, 함수발생기, 저항, 전기용량 2) 실험 방법① 오실로스코프와 함수발생기를 연결하고 전원을 켠다..② 함수발생기를 4V로, 그리고 그래프의 모양을 주어진 설정값으로 설정한다. ③ 저항과 전기용량을 주어진 값으로 설정하고 회로를 완성시킨다. ④ 오실로스코프와 함수발생기의 진동수를 조절해가며 그래프를 확인한다. < 중 략 >6. 분석 및 토의여러가지의 전기용량, 저항값을 가지고 실험을 하는 과정에서 한가지 진동수로 실험이 가능한 것이 아니였기 때문에 그래프를 더욱 자세하게 관찰하기 위해서는 각각의 조건 마다 다른 진동수를 가지도록 설정해주어야 할 필요가 있었다. 실
1. 실험 제목 : RLC 회로 실험2. 실험 목적1) 저항기, 유도기, 축전기 등 각 소자의 교류전압에 대한 특성을 알아보자 2) 교류 회로에서의 전압과 전류사이의 위상 개념을 이해하자 3) 교류회로에서의 임피던스의 의미를 살펴본다.< 중 략 >4. 실험 장치 및 방법1) 실험 장비 : Waveform generator, current amplifier, oscilloscope, spectrum analyer 2) 실험 방법 ① 저항형 회로를 구성한다. ② 준비된 “ RLC“ 파일을 실행한다 ③ V값과 주파수 값을 입력한 후 프로그램을 실행시킨다. ④ 스마트툴을 이용하여 전압, 전류, 위상차이를 측정한다. ⑤ 용량형 회로, 유도형 회로, RLC 회로를 구성하여 위 실험을 반복한다.. ⑥ 위와 같은 방식으로 나머지 실험을 진행한다.< 중 략 >6. 분석 및 토의실험 과정은 비교적 간단하였으나 계산과정을 통해서 값을 구하는 과정이 매우 까다 로웠고, 실험 과정에서 주파수의 값을 잘 못 설정하여 오류가 계속 발생하였었다.
② 병진 운동과 회전 운동의 차이점 - 병진 운동 : 모든 질점들이 직선이나 곡선을 따라서 평행하게 동일 거리를 움 직이는 운동, 물체의 각 점이 특정한 시간 간격 동안에 이동하는 거리가 같다 - 회전 운동 : 물체가 회전축을 중심으로 회전하는 운동, 물체의 각 점이 특정 한 시간 간격 동안에 이동하는 거리가 다르다. 즉, 모두 서로 다른 속력을 가 지는 입자들의 결합체로 취급할 수 있다. 2) 회전 운동에너지 각 입자의 운도에너지를 합하면 물체 전체의 운동 에너지를 구할 수 있다. 이 방법으로 구한 회전체의 운동에너지는 다음과 같다.< 중 략 >4. 실험 장치 및 방법1) 실험 장치 회전 장치, 낙하 장치, 추와 추걸이, 도르래, 낚싯줄, 원판, 링, 질점회전장치, 질점, 저울 2) 실험 방법 [ 기본 세팅 ]① 회전 장치와 낙하 장치를 설치한다..② 낙하 장치에 50cm의 일정한 간격을 두고 두 도르래를 설치한다. 특히 아래에 설치할 도르래와 회전장치가 동일 선상에 있을 수 있도록 설치한다. ③ 추걸이와 추를 낙하장치에 매달기 위해 낚싯줄을 이용한 후 그 낚싯줄을 도르 래를 거친 후 회전장치까지 이어 연결하여 하나로 연결 될 수 있게 한다. ④ I-CA의 카메라 촬영장치를 낙하장치의 맞은 편에 설치한 후 컴퓨터의 I-CA를 실행한 후 화면 챕쳐 당시 낙하장치의 두 도르래가 화면에 들어오는지 확인한다. [ 실험 1.회전장치의 회전관성 결정 ]① I-CA 의 화면캡쳐를 통해 추의 자유낙하 당시의 모습을 촬영한다.② I-CA의 좌표계 설정 및 분석을 통해 추의 자유낙하 당시의 추세선식을 구한다③ 구한 추세선식과 추와 추걸이의 질량 및 회전축의 반경을 통해 회전장치의 회 전관성을 구한다. ④ 위 과정을 3번 반복하여 평균을 구한다. [ 실험 2.원판의 회전관성 측정 ]① 회전 장치 위에 원판을 올린다.② I-CA의 화면 캡쳐를 통해 추의 자유낙하 당시의 모습을 촬영한다.
1. 실험 제목 : 줄의 정상파 실험2. 실험 목적1) 진동하는 줄에서 일어나는 정상파의 파형을 관찰하고 정상파의 파형을 관찰 하고 정상파의 전파 속도와 줄의 장력, 줄의 밀도와의 관계를 알아보는 것이다.3. 이론 및 원리1) 파동 진동(=규칙적인 왕복 운동)이 다른 곳으로 전파되는 현상 ① 파원 진동이 시작된 지점으로 이때, 파동의 진동수가 결정된다. ( 진동수는 불변이다. ) ② 매질 진동을 전달하는 물질로 전파 속력을 결정한다. ex ) 공기에서의 소리의 속력 : 300m/s~400m/s, 물 속에서의 소리의 속력 : 1500m/s 철에서의 소리 속력 : 5km/s 파동에 의해서 전달 되는 것은 에너지와 파형 뿐이다. 2) 파동의 종류 ① 역학적 파동 : 일상생활에서 흔히 접하는 파동으로서 수면파, 음파, 지진파 등이 여기에 속한다. 이 파동은 두 가지 중요한 특징을 가지고 있다. 역학적 파동 은 Newton의 운동법칙으로 결정되며, 물 공기, 바위 같은 물질로 이루어진 매질 안에서만 존재한다. ② 전자기파 : 이 파동은 일상생활에서 수없이 사용하고 있다. 가시광선, 자외 선, 라디오파, TV파, 마이크로파, X선, 레이더파 등이 바로 전자기파이다. 이 파동 은 매질을 필요로 하지 않는다. 모든 전자기파는 진동에서 같은 속력인 광속으로 진행한다.③ 물질파 : 이 파동은 전자, 양성자 및 다른 소립자는 물론 원자, 분자들과도 관련이 있다. 이러한 입자들이 물질을 구성하기 때문에 물질파라고 불린다. 3) 파동의 진행 방향과 진동 방향의 관계에 따른 구분 ① 횡파 : 파동의 진행 방향 ⊥ 파동의 진동 방향 ex ) 빛, 전자기파, 지진파의 S파, 수면파 등② 종파 : 파동의 진행 방향 // 파동의 진동 방향 ex ) 소리, 지진파의 P파 등4) 파동의 표현 - 주기 ( T ) : 1번 진동하는 데 걸린 시간, 단위 : 초
1. 실험 제목 : 자이로스코프 실험2. 실험 목적1) 자이로스코프의 관성모멘트를 측정한다. 2) 측정된 자이로스코프의 관성모멘트와 토크를 이용해서 세차운동의 각속도를 계산하고 실험을 통해 측정된 값과 비교한다.3. 이론 및 원리1) 자이로스코프 자이로스코프는 회전체가 회전축의 방향이 임의로 향할 수 있는 짐벌에 고정되 어 있는 장치이다. 각운동량이 큰 회전체는 방향성을 유지하려는 성질이 커지기 때문에 고속으로 디스크를 회전시켜 일정한 방향을 향하도록 하여 미사일의 항로 를 유지시키는데 이용하였다. 또한 자이로스코프는 자이로라고도 불리며, 자이로 스코프는 강직성과 섭동성 등 특수한 성질을 지니고 있는데, 이러한 성질을 응용 한 것이 자이로 계이다. 자이로스코프는 x,y,z 3개의 축에 대해서 자유롭게 움직일 수 있으며, 또한 3개의 축 중 한 개의 축이 고정된 자이로스코프도 있다. 2) 자이로스코프의 성질 ① 강직성 강직성이란 자이로스코프가 3개의 회전축으로 연결되어 어느 위치에 어떻게 장 착되어 있든 상관없이 내부 자이로는 회전을 계속하는 한, 일정한 방향을 향해 넘어지거나 기울어 지지 않고 유지하는 성질을 말한다. 즉 예를 들어 수직자리오 는 수직 자세에서, 수평자이로는 수평 세로 외부에서 힘을 가하지 않는 이상 운 동을 일정하게 유지하려는 성질을 의미하며, 다음과 같은 요소에 의해서 강직성 이 정해진다. - 무게 : 자이로 휠이 같은 크기라면 무게가 클수록 강직성이 크고 쉽게 이울어 지지 않는다. - 각속도 : 회전속도가 클수록 강직성이 더 커지고 또한 기울어지는 힘에 대한 저항력이 커진다. - 무게가 집중되는 곳의 회전 반경 : 무게가 집중되는 곳의 회전반경은 주요 무 게가 자이로의 테 근처에 집중될 때, 고속으로 회전하는 질량으로부터 얻는다. ② 편위 자이로가 지구의 중력에 상관없이 자세를 유지하기 때문에, 지구의 자전에 의 한 지구의 한 기준축과 각 변위가 생기고 이론적으로는 24시간 동안에 360도, 즉 1시간에 15도 씩 기울어지는데 이 것을 편위라고 한다.