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[건국대 물리학및실험 A+]결과_실험8_관성모멘트측정

실험 8. 관성모멘트측정실험결과레포트실험결과Ⅰ.물체의 관성모멘트빈회전판의 관성모멘트①각가속도 실험값시간-각속도그래프의 추세선 기울기를 구하여 각속도 실험값을 구하였다. 일정한 기울기를 나타내는 0s~3.6s까지의 데이터를 이용하였다.②실험값과 이론값각가속도낙하하는추의질량(m)회전축직경(2R)중력가속도(g)빈회전판의 관성모멘트 실험값빈회전판의 관성모멘트 이론값2.1208rad/s^20.0501kg0.04515m9.8m/s^2③빈회전판의 관성모멘트 실험값(단,실험시 작용하는 장력은 0이라고 가정하였다. )④빈회전판의 관성모멘트 이론값원판+빈회전판의 관성모멘트①각가속도 실험값시간-각속도그래프의 추세선 기울기를 구하여 각속도 실험값을 구하였다.②실험값과 이론값각가속도낙하하는추의질량(m)회전축직경(2R)중력가속도(g)원판+빈회전판의 관성모멘트 실험값1.4027rad/s^20.0501kg0.04515m9.8m/s^2질점의 모양원판반지름원판질량원판0.09m0.5758kg③원판+빈회전판의 관성모멘트 실험값③원판+빈회전판의 관성모멘트 이론값3)원판의 관성모멘트①원판의 관성모멘트 이론값②원판의 관성모멘트 실험값③오차백분율Ⅱ.질점의 관성모멘트①각가속도 실험값시간-각속도그래프의 추세선 기울기를 구하여 각속도 실험값을 구하였다.②실험값과 이론값각가속도낙하하는추의질량(m)회전축직경(2R)중력가속도(g)질점2개+빈회전판의 관성모멘트 실험값1.75rad/s^20.0501kg0.04515m9.8m/s^2kg.m^2질점1개의 질량m축으로부터의 거리r0.2321kg0.04m③질점2개의 관성모멘트 이론값④질점2개의 관성모멘트 실험값질점2개+빈회전판의 관성모멘트-빈회전판의 관성모멘트 에 따라 계산하면,⑤오차백분율Ⅲ. 평행축정리①각가속도 실험값시간-각속도그래프의 추세선 기울기를 구하여 각속도 실험값을 구하였다.②실험값과 이론값각가속도낙하하는추의질량(m)회전축직경(2R)중력가속도(g)질점2개+빈회전판의 관성모멘트 실험값1.035rad/s^20.0501kg0.04515m9.8m/s^20.01kg.m^2질점1개의 질량m축으로부터의 거리r0.2321kg0.04m③질점2개의 관성모멘트 이론값④질점2개의 관성모멘트 실험값질점2개+빈회전판의 관성모멘트-빈회전판의 관성모멘트 에 따라 계산하면,⑤오차백분율2. Discussion오차율오차백분율은 실험결과란에 기록하였다.오차가 발생했다면, 오차원인회전축에 연결되어있는 실이 꼬여있어서 실이 풀릴 때 속도가 급격히 증가하거나 급격히 감소하거나 하는 일정하지 않은 속도의 증감을 보일 수 있다.이를 해결하기 위해서는 측정자가 실험 전에 실험기구의 상태를 확인하여 실이 꼬여있는지 확인하고 진행하여야 한다.또한 테이블이나 관성모멘트 측정장치의 밑판이 실험실과 완전히 수평이 되지 않아서 오차가 생겼을 수도 있고, 원판이 돌아가면서 공기저항을 받으며 오차가 발생할 가능성도 있다.실험 분석원반의 회전에 의한 관성모멘트를 측정하여 이론값과 비교하고 분석하여 관성모멘트의 개념을 이해하였다. 회전관성이란 정지해있는 물체가 계속해서 정지하고 운동하는 물체가 직선운동을 계속하려는 것처럼 어떤 축 주위를 회전하고 있는 물체는 토크의 영향을 받지 않는다면 같은 회전축 주위를 계속해서 회전하려고 하는 현상을 말한다. 관성모멘트는 힘을 받는 방향의 단면적에 따라서 결정된다. 중심축으로부터 먼 거리에 있어야, 힘을 많이 받을 수 있다.3. 결론오차율이 매우 커서 이론적 값을 실험으로 증명했다고 보기는 어려우나 고안한 오차 축소 방안을 구현하여 실험하면 더 좋은 결과가 나올것이라고 생각한다.4.Reference건국대학교 일반물리학실험 실험교재

자연과학| 2023.03.14| 8페이지| 2,000원| 조회(263)

관성모멘트, 건국대, 물리학및실험, 결과, 관성모멘트측정

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[건국대 물리학및실험 A+]결과_실험10_공기중의 음속 측정

실험 10. 공기중의 음속측정실험결과레포트1. 실험 결과Y 측정횟수(cm)12Y014.512Y137.538Y264*소리굽쇠의 진동수 f= 650Hz*실온T=23.7℃1.1. 파장을 계산하라Y1-Y0의 평균값은 24.5cm이고 Y2-Y1의 평균값은 26.75cm 이다. 이 값의 평균값을 반파장이라고 한다면 25.625cm가 반파장이므로 파장은 51.25cm 이다.1.2. 다음 식에 의하여 t℃일 때의 음속 Vt를 계산하라.Vt=650*0.5125m=333.125m/s1.3. 다음 식에 의하여 0℃일 때의 음속 V0를 계산하고 표준값과 비교하라. (V0표준값은 0℃하의 음속으로 약 331.48m/sec 이다. )이 결과값은 표준값 331.48m/s과 12.2m/s의 차이가 난다즉 오차율 이다2. Discussion오차율이 결과값은 표준값 331.48m/s과 12.2m/s의 차이가 난다즉 오차율 이다오차가 발생했다면, 오차원인우리조의 결과값은 이론값과의 오차율이 0.49%정도였는데, 이번 실험에서의 오차 원인 중 음파의 파장의 길이를 측정하는데 있어서 생긴 오차가 가장 큰 영향을 미쳤을 것으로 생각된다.실험 분석이번실험은 소리굽쇠를 가지고 우리가 직접 귀로 들어서 소리가 커지는 공명 지점을 찾아 파장의 길이를 측정하여 실험실 온도 23.7 에서의 음속과 의 실험값을 알아내는 실험이었다. 어떤 정확한 기계로 측정하는 실험이 아니라 우리가 소리를 듣고 직접 공명 지점을 찾아내야했기 때문에 정확한 측정이 어려웠고, 소리를 계속 듣는 중에 다른 실험조의 소리굽쇠 소리나 다른 여러 소리들과헷갈려서 정확한 지점을 찾을 수 없었다3. 결론실험결과값으로부터 계산한 파장은 51.25cm이고 ,Vt=333.125m/s 이고, 이다.우리조의 결과값은 이론값과의 오차율이 0.49%정도였는데, 이번 실험에서의 오차 원인 중 음파의 파장의 길이를 측정하는데 있어서 생긴 오차가 가장 큰 영향을 미쳤을 것으로 생각된다.정확한 공명 지점을 찾을 수 있는 장치의 도움을 받았더라면 우리가 직접 찾는 것보다 오차가 훨씬 작았을 것이다. 그리고 조마다 진동소리가 다르거나 더 조용한 실험 분위기에서 했더라면 공명 지점을 찾는 것이 더욱 쉬웠을 것이라는 생각을 해 본다.4.Reference⊙건국대학교 물리학과, 『 일반물리학실험 교재 』, 도서출판 북스힐, 2019.03.01, 303p-308p

자연과학| 2023.03.14| 5페이지| 2,000원| 조회(141)

건국대, 물리학및실험, 결과, 음속측정실험, 공기중, 공기중의 음속

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[건국대 물리학및실험 A+]결과_실험2_힘의평형

실험 2. 힘의 평형결과레포트1. 실험 결과* 를 기준으로 했기 때문에 a는 0임1) 실험값(1) ::=1:1:1회(g)a (°)b (°)c (°)170070118.570122.0290090119.590121.531100110120.0110119.541300130119.0130121.051500150120.0150120.0670070119.070121.0790090119.590120.581100110120.5110118.591300130119.5130120.5101500150120.0150120.5평균1100110119.55110120.5(2) ::=2:3:3회(g)a (°)b (°)c (°)160090109.590109.52800120109.5120109.031000150110.0150108.541200180109.0180109.551400210108.5210111.0660090109.090109.57800120110.0120109.081000150109.5150110.591200180110.0180109.5101400210111.0210109.0평균1000150109.6150109.5(3) ::=3:4:5회(g)a (°)b (°)c (°)160080127.510090.02900120126.015089.031200160127.520089.041500200125.525090.051800240127.030089.0660080127.510090.57900120126.515089.581200160125.020090.091500200127.025090.0101800240126.030089.0평균1200160126.5520089.62)이론값구하기*도식법에 의해 A 와 B 의 질량을 힘으로 나타낸다. 이 때 사용되는 가속도 a 는 중력가속도 g (g=10)이다. 벡터 는 벡터 의 평행사변형법에 따라 구한 합력과 크기가 같고 방향이 반대인 벡터이므로 쉽게 방향과 크기를 구할 수 있다.②해석법을 이용하여 각 경우의 합력의 크기를 구한 후 c 의 질량을 구하면 다음과 같다. (계산한 값은 유효숫자를 고려한다)==0.11kg==0.15kg==0.2kg3) 실험값과 이론값(도식법 또는 해석법 결과) 사이의 퍼센트 오차 구하기2. Discussion오차율: 퍼센트오차 0%오차가 발생했다면, 오차원인: 실험을 각각 10회 반복했기 때문에 보다 정확한 각도의 평균값을 구할 수 있었다.실험 분석오차를 줄이는 방안으로 추의 질량을 크게 해주는 방법이 있다. 추의 무게가 커질수록 상대오차의 값이 작아져 비교적 정확한 실험값을 얻을 수 있기 때문이다. 그 이유는 질량이 작을 물체일수록 힘을 가했을 때 생기는 운동변화가 커지기 때문에 오차의 원인이 되는 힘들의 영향을 크게 받지만 질량이 큰 물체는 작은 물체에 비해 운동변화량이 작아서 오차의 원인이 되는 힘들의 영향을 크게 받지 않기 때문이다.3. 결론실험을 각각 10회 반복하여 오차가 발생할 확률을 줄였다. 따라서 실험값과 이론값을 유효숫자를 고려하여 각각 계산한 결과 각 질량비 조건에 따른 퍼센트 오차율 0% 인 결과를 도출할 수 있었다. 추의 질량을 크게하여 상대오차의 값이 작아지면 비교적 정확한 실험값을 얻을 수 있을것이라고 예상된다.4.Reference⊙건국대학교 물리학과, 『 일반물리학실험 교재 』, 도서출판 북스힐, 2019.03.01, 27p-34p

자연과학| 2023.03.14| 6페이지| 2,000원| 조회(120)

건국대, 물리학및실험, 결과

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[건국대 물리학및실험 A+]결과_실험11_열의 일당량 측정실험

실험 11. 열의 일당량결과레포트1. 실험 결과1.1. 측정값 및 실험값 계산가. 열량계의 몰당량1상온에서 물의 질량 과 온도,2끓인물의 질량 와 온도 d,3최종 평형상태의 온도4열량계의 몰당량M=34.62g나. 일의 일당량1물의 질량2처음 물의 온도34평균 전압7.6V5전류1A6시간489sec7일의 일당량2. Discussion오차율우리가 실험을 통해 구한 열의 일당량은 1.58J/cal이다. 열의 일당량의 이론값은 이므로 실험값과 이론값의 오차율은 이다.오차가 발생했다면, 오차원인물속에서 온도계의 위치 때문에 오차가 생길 수 있다. 전류가 흘러 도선에서 발생하는 열에 의해서 물의 온도가 올라가는데 열량계 안의 물 전체가 골고루 온도가 올라가지 못한다. 이를 보완하기 위해서 교반기를 사용하지만 여전히 오차가 생길 수 있다. 그리고 온도계가 전열선에 닿아서 오차가 발생했을 수 있고 온도계를 읽는 과정에서 오차가 발생했을 수 있다. 열량계 내부가 평형 상태가 되었는지 정확히 알 수 없기 때문에 평형 상태에서의 온도를 정확히 측정하지 못해서 오차가 발생했을 수 있다. 또한, 열량계가 완전히 단열되지 않아서 외부로 열손실이 일어나서 오차가 발생했을 수도 있다. 마지막으로 초시계를 사용하여 시간을 잴 때 약간의 오차가 발생했을 수 있고 열의 일당량을 계산할 때 평균적인 전압과 전류를 사용했기 때문에 약간의 오차가 발생했을 수 있다.실험 분석우리가 실험을 통해 구한 열의 일당량은 1.58J/cal이다. 열의 일당량의 이론값은 이므로 실험값과 이론값의 오차율은 이다. 가장 주요한 오차의 원인은 열에너지의 손실이다.3. 결론이번 실험은 전기 열량계를 이용하여 열의 일당량을 구하는 것이었다. 우리가 실험을 통해 구한 열의 일당량은 1.58J/cal이다. 열의 일당량의 이론값은 이므로 실험값과 이론값의 오차율은 이다.가장 주요한 오차의 원인은 열에너지의 손실이다. 실험기구는 열에너지 손실을 줄이기 위해 금속으로 이루어져 있었지만 완벽하게 손실을 막을 수는 없었다. 열에너지 손실로 인해 정확한 온도 측정에 문제가 생겼고, 두 번째 실험에서 시간을 재는데도 오차가 생겼을 것이다. 사실, 열에너지 손실로 인한 실험값이 이론값보다 더 커야한다. 그 이유는 열에너지가 손실됨으로써 더 많은 열을 가해야 하기 때문이다. 즉 1cal 당 더 가해야할 일이 많은 것이다.4.Reference⊙건국대학교 물리학과, 『 일반물리학실험 교재 』, 도서출판 북스힐, 2019.03.01, 27p-34p

자연과학| 2023.03.14| 5페이지| 2,000원| 조회(147)

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[건국대 물리학및실험 A+]결과_실험4-2_용수철진자의운동

실험 4-2. 용수철진자의 운동결과레포트1. 실험 결과용수철상수의 결정용수철에 수직방향으로 가해지는 힘을 관찰하여 용수철 상수 k 에대한 식으로 정리하면 다음과 같다.구분1회2회3회4회5회추 및 추걸이의 질량(g)100.850.081.2131.9150.8추 및 추걸이의 무게(N)0.990.490.801.291.48늘어난 길이(m)0.1330.030.0930.200.24용수철상수k(N/m)7,4416.338.606.456.16용수철상수 실험값의 평균은 8.996N/m이다.추 및 추걸이의 질량이 100.8g 일때의 주기 및 에너지 변화1차2차최고,최저점에서의 에너지 변화(Nm)주기(s)오차(%)최고점최저점최고점최저점측정치이론치주기에너지늘어난길이y좌표시간y좌표시간y좌표시간y좌표시간탄성에너지증가중력에너지감소X=34.390-3.9710.54.4390.933-3.9711.4330.0310.080.9330.66240.961.3X=66.7760-6.3080.4336.7760.933-6.3081.3670.0770.120.9330.66240.935.8x=99.8130-9.5790.59.5790.933-9.3451.3670.170.190.9330.66240.910.5추 및 추걸이의 질량이 150.8g 일 때의 주기 및 에너지변화1차2차최고,최저점에서의 에너지 변화주기(s)오차(%)최고점최저점최고점최저점측정치이론치주기에너지횟수y좌표시간y좌표시간y좌표시간y좌표시간탄성에너지증가중력에너지감소X=68.4540-7.4870.5668.4541.133-7.7791.70.110.161.1330.823831.3X=1214.7341.167-13.7671.714.4932.3-13.7672.8340.370.281.1330.823832.14x=1821.2560-21.0140.621.7391.167-20.7721.70.80.411.1670.824295.122. Discussion오차율오차율은 1번표에 각각 기재하였다.오차가 발생했다면, 오차원인본 실험에서는 용수철에 관련된 힘 중 탄성력과 중력만 고려하였다. 다만, 물체는 질량만 있는 질점이 아니라 모양과 질량이 있는 강체로 봐야하므로 공기저항력도 고려해야하는데 무시한 점이 오차의 원인이라고 생각한다.실험 분석공기저항력을 직접 측정하기에는 무리가 있으므로, 최대한 저항력을 줄이기 위해 진행방향에 수직인 단면적이 작은 물체를 이용하여 실험하면 공기저항력을 무시할 만큼 작게 영향을 미칠 것이라고 생각된다. 본 실험에서는 탁구공만한 크기의 물체를 사용하였지만 이보다 훨씬 작은 물체를 이용하여 실험한다면 공기저항력이 감소하여 이론값과의 오차율이 감소할 것이라고 예상된다.3. 결론본 실험에서는 추의 질량과 용수철이 늘어난 길이를 측정하여 용수철상수k 를 먼저 결정하였다. 추의 질량을 다르게 하여 5회 측정한 결과값을 이용해 계산한 용수철상수는 8.988N.m 이다. 추의 질량이 100.8g 인 경우의 주기 및 탄성에너지증가와 중력에너지 감소를 각각 측정 후 계산하였다. 추의 질량이 150.8g 인 경우의 주기 및 탄성에너지증가와 중력에너지감소를 각각 측정하였다. 주기 이론값과 주기 실험값을 비교하여 오차율을 계산하였다. 탄성에너지증가와 중력에너지감소를 비교하였다. 각각의 오차율은 1번항목의 표에 기재하였다. 오차율은 대부분 30% 이상으로 큰 편이었다. 추의 운동을 관찰할 때 공기저항을 무시하였기 때문에 오차율이 크게 나타난 것으로 추측할 수 있다. 투영단면적이 작은 추를 사용한다면 공기저항력을 무시하고도 오차율이 낮은 실험결과를 얻을 수 있을 것 이라고 예상한다.4.Reference⊙건국대학교 물리학과, 『 일반물리학실험 교재 』, 도서출판 북스힐, 2019.03.01, 61p-62p

자연과학| 2023.03.14| 4페이지| 2,000원| 조회(169)

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