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포물선운동 결과보고서

일반물리학실험 결과보고서포물선운동1.결과보고서학과: 학번: 이름:실험일시: 공동실험자:담당조교:온도: 18.7°C 습도:60% 기압:2.실험방법 예비실험① 종이와 먹지를 표적판에 붙인다② 발사기를 스탠드에 끼워서 고정한다.③ 표적판을 발사기로부터 약 20cm 떨어진 곳에 위치시킨 후 표적판 뒷면에 공받게를 고정 시키고 앞면에는 종이와 먹지를 부착한다.④ 발사기의 각을 약20 DEG 맞춘다.⑤ 스마트계시기를 연결하고 (이때 공받게의 플러그는 스마트계시기의 2번 입력에 연결하라.) 1번 버튼을 눌러 TIME 모드에, 그리고 2번 버튼을 눌러 TWO GATES 모드로 설정한다.⑥ 발사기에 공을 장착할 때 딸깍 거리는 소리가 두 번 들리도록 Medium range로 장착을 한 후에 스마트계시기의 3번 버튼을 눌러 * 표시가 나타나도록 한다. 반드시 장착후에 *표시가 나타나게 한다⑦ 방아쇠를 당겨서 공을 발사한다.⑧ 표적판에 나타난 공의 충돌위치로부터 공이 발사되어 표적판까지 비행한 수평거리와 표적판에 충돌한 공의 높이를 측정하고 공의 비행시간을 기록한다.⑨ 수평거리를 10cm씩 늘려가면서 공의 수평위치 및 수직위치와 시간을 측정해본다수평면에서의 발사체 운동① 발사기의 각도를20 DEG로 설정한다.② 공이 발사되기 직전의 수평위치x _{0}와 수직위치y_{ 0}를 측정한다.③ 표적판을x _{0}으로부터 20cm 떨어진 위치에 둔다.④ 공을 장착한 후(Medium range) 스마트계시기의 3번 버튼을 눌러 * 표시가 나타나도록 한다.⑤ 방아쇠를 당겨 공을 발사한다.⑥ 공이 표적판에 충돌할 때까지 비행한 수평위치(x)와 표적판에 충돌한 공의 높이(y)를 측정하고 스마트계시기에 표시된 공의 비행시간(t)을 기록한다.⑦ 표적판의 위치를 발사기로부터 10cm씩 멀어지도록 위치를 단계적으로 이동시키면서 공을 발사한다.⑧ 공의 비행시간 t와 공의 수평이동거리x-x _{0}의 그래프를 그리고 기울기를 구하라.⑨ 공의 비행시간 t와 수직이동거리y-y_{ 0}의 그래프를 그려라.⑩ 측{m} -y) ^{{1} over {2}}와의 관계 그래프를 그려라.⑪ 공의 수평이동거리x-x _{0}와 수직이동거리y-y_{ 0}의 그래프를 그려라.⑫ 표적판의 위치를 단계적으로 이동할 때마다 측정된 공의 비행시간의 변화Deltat와 수평이동거리의 변화Deltax로부터 각 구간의 수평이동 평균속도{Deltax} over {DELTAt}를 계산하라. 그리고 각 구간의 평균 비행시간bar { t}와 수평이동 평균속도와의 관계 그래프를 그려라. 그래프의 기울기를 구하고 이 결과로부터 공의 초기속도v_0를 계산하라.⑬ 표적판의 위치를 단계적으로 이동할 때마다 측정된 공의 비행시간의 변화DELTAt와 수직이동거리의 변화DELTAy로부터 각 구간의 수직이동 평균속도{ DELTAy} over {Deltat }를 계산하라. 그리고 각 구간의 평균 비행시간bar {t}와 수직이동 평균속도와의 관계 그래프를 그려라.⑭ 각도를30 DEG로 변경하여 위의 과정을 되풀이 하라.3.측정값각도 :20 DEG 수평방향 초기위치(x_{ 0}) : 20cm수직방향 초기위치(y_{ 0}) : 12.5cm수평위치x시간t높이y수평이동거리x-x _{ 0}수직이동거리y-y _{ 0}평균시간bar{t} = {t _{i} +t _{i+1}} over {2}시간변화량TRIANGLE t=t _{i+1} -t _{i}수평거리변화량TRIANGLE x=x _{i+1} -x _{i}수직거리변화량TRIANGLE y=y _{i+1} -y _{i}수평이동평균속도{TRIANGLE x} over {TRIANGLE t}수직이동평균속도{TRIANGLE y} over {TRIANGLE t}x _{0}0y _{0}000.020750.04151018240.9639433.7349400.041518205.50.05450.026102.3384.615488.46154500.067520.3307.80.080350.0257101.9389.105173.92996600.093222.2409.70.105150.0239100.6418.4125.10.4380.228115.20913800.143423.26010.70.156450.026110-1.7383.1418-65.1341900.169521.57090.18210.025210-0.5396.8254-19.84138.580210.19471000.206450.023510-0.9425.5319-38.29797.69020.10.21821100.23080.025210-3396.8254-119.0484.610017.10.24341200.25780.028810-2.7347.2222-93.751.911014.40.27221300.283950.023510-3.1425.5319-131.915-1.212011.30.29571400.30730.023210-4.6431.0345-198.276-5.81306.70.3189150각도 :30 DEG 수평방향 초기위치(x_{ 0}) : 20cm수직방향 초기위치(y_{ 0}) : 12.7cm수평위치x시간t높이y수평이동거리x-x _{ 0}수직이동거리y-y _{ 0}평균시간bar{t} = {t _{i} +t _{i+1}} over {2}시간변화량TRIANGLE t=t _{i+1} -t _{i}수평거리변화량TRIANGLE x=x _{i+1} -x _{i}수직거리변화량TRIANGLE y=y _{i+1} -y _{i}수평이동평균속도{TRIANGLE x} over {TRIANGLE t}수직이동평균속도{TRIANGLE y} over {TRIANGLE t}x _{0}0y _{0}000.02360.04721022.2211.8644470.339400.047222.2209.50.060850.0273103.9366.3004142.8571500.074526.13013.40.088550.0281103.1355.8719110.3203600.102629.24016.50.116250.0273102.5366.300491.57509700.129931.750190.14880.0378101.5264.550339.68254800.167733.26020.50.176850.01831.40.19970.027410-0.2364.9635-7.2992721.28033.90.21341000.22580.024810-1.3403.2258-52.419419.99032.60.23821100.25240.028410-1.3352.1127-45.774618.610031.30.26661200.279250.025310-1.3395.2569-51.383417.3110300.29191300.30760.031410-3.3318.4713-105.0961412026.70.32331400.33570.024810-3.4403.2258-137.09710.613023.30.34811504.실험결과(그림1) 공의 비행시간t와 공의 수평거리x-x _{0}의 그래프(그림2)공의 비행시간t와 공의 수직거리y-y _{0}의 그래프(그림3)t와(y _{m} -y) ^{{1} over {2}}와의 그래프(그림4)수평이동거리x-x _{0}와 수직이동거리y-y_{ 0}의 그래프(그림5)평균 비행시간bar {t}와 수평이동 평균속도와의 그래프(그림6)평균 비행시간bar {t}와 수직이동 평균속도와의 그래프(그림7)공의 비행시간t와 공의 수평거리x-x _{0}의 그래프(그림8)공의 비행시간t와 공의 수직거리y-y _{0}의 그래프(그림9)t와(y _{m} -y) ^{{1} over {2}}와의 그래프(그림10)수평이동거리x-x _{0}와 수직이동거리y-y_{ 0}의 그래프(그림11)평균 비행시간bar {t}와 수평이동 평균속도와의 그래프(그림12)평균 비행시간bar {t}와 수직이동 평균속도와의 그래프5.결과에 대한 논의실험에 앞서 예비실험을 하였는데 예비실험을 통해 스마트계시기를 사용하여 비행시간t를 알아내고 수평이동거리x-x _{0}와 수직이동거리y-y_{ 0}를 알아보았다 그래프1에서 t와x-x _{0}의 기울기는 399.67이다 그래프1에서의 기울기는 속도를 나타낸다 따라서 속도v_x는399.67cm/s이다 공기의 저항이 없는걸로 가정하면 포물선 운동에 대한 수평속도v_x는 항상 일정한 y=y_0+(v_0sin theta)t- { 1} over {2 }gt^2에 따라 이차함수이므로 그래프가 포물선 형태로 나왔다 그래프4와 10는 수평이동거리x-x _{0}와 수직이동거리y-y_{ 0}를 나타낸 것으로 실제로 공이 움직인 궤적이라고 할 수 있다 그래프5에서 평균 비행시간bar {t}와 수평이동 평균속도와의 그래프의 기울기는 309.5이다 실험방법에 보면 초기속도v _{0}를 구하라고 했는데v_x=v_0cos theta에 따라v _{0}={v _{x}} over {cos theta }을 이용하여{399.67} over {cos20}하면 425.32cm/s이다그래프7에서 t와x-x _{0}의 기울기는 369.05이다 그래프7에서의 기울기는 속도를 나타낸다 따라서 속도v_x는369.05cm/s이다 공기의 저항이 없는걸로 가정하면 포물선 운동에 대한 수평속도v_x는 항상 일정한 등속도 운동이다 그래서 그래프가 일차함수로 나왔다그래프 11에서 평균 비행시간bar {t}와 수평이동 평균속도와의 그래프의 기울기는 282.85이다 실험방법에 보면 초기속도v _{0}를 구하라고 했는데v_x=v_0cos theta에 따라v _{0}={v _{x}} over {cos theta }을 이용하여{369.05} over {cos30}하면 426.14cm/s이다실험한 그래프 5,6,11,12는 점찍힌걸로 보아 오차가 있다 오차의 요인으로는 먹지고정이 제대로 안되어서 총알을 발사할 때 먹지가 흔들려서 위나 아래에 다른곳에 찍힌경우가 있었다 그래서 실험을 여러번 해서 정확하지 않게 되었다 그리고 총알을 발사할 때 발사대가 고정이 안되어서 여러번 움직였다 그래서 실험을 여러번 할때마다 결과값이 다르게 나왔다 그래서 그것도 오차의 요인이다6.결론이번실험에서는 포물선운동을 통해 거리가 늘어남에따라 총알이 수평방향과 수직방향으로 어떻게 움직이는지 알수있었다 그래프1에서 t와x-x _{0}의 기울기는 399.67이고 그래프 7에서 기울기는 369.05이다 각도 20도로 실험한 것에서는용하여

자연과학| 2017.10.24| 11페이지| 2,000원| 조회(243)

일반물리학실험, 포물선운동, 포물선, 일물실, 포물선 결과레포트

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구심력 예비보고서

일반물리학실험 예비보고서원운동과 구심력1. 실험목적원운동을 하는 물체의 질량, 운동반지름, 그리고 구심력 사이의 관계를 알아보고 몇가지 변수가 원운동을 하는 물체의 구심력에 어떤 영향을 주는 가를 알아본다.2.실험원리vec{v _{p}} `와` vec{v _{q}}는 각각 점 p와 q에서 물체의 속도이다.vec{v _{p}} 와` vec{v _{q}}의 크기는v로 같지만 방향은 다르다. 속도의x축과y축 성분은 다음과 같다.v _{px} =v`cos theta ,````v _{py} =v`sin theta ```#v _{qx} =v`cos theta ,````v _{qy} =`-v`sin theta ```물체가 점 p에서 점 q로 움직이는데 걸리는 시간은DELTA t= {(호의길이pq)} over {v} = {r(2 theta )} over {v} ```이므로, 물체의 가속도성분은 다음과 같이 주어진다.a _{x} = {v _{qx} -v _{px}} over {DELTA t} = {vcos theta -vcos theta } over {DELTA t} =0a _{y} = {v _{qy} -v _{py}} over {DELTA t} = {-vsin theta -vsin theta } over {DELTA t}#````````=- {2vsin theta } over {2r theta /v} =`- {v ^{2}} over {r} {sin theta } over {theta } (13.5)점 p와 q가 점점 가까워져 점 s근처에서 만난다고 생각하면 각theta 가 작아져서sin theta CONG theta 이 되므로 점s에서 물체의 가속도vec{a}는vec{a} =- {v ^{2}} over {r} hat{y}가 된다. 여기서 (-)부호는 점 P에서 아래로 향하는 것을 의미하는데 원의 중심을 향하는 것이다. 따라서 원운동을 하는 물체의 속도와 가속도 방향은 그림과 같다위에서 구한 구심 가속도를 이용하여 물체에 작용하는 구심력을 구하면F=ma=m {v ^{2}} over {r}이다. 각속도를w라 하고 한 번 회전하는데 걸리는 시간 즉 주기를 T라 하면 각속도와 속도는 각각 다음과 같이 주어진다.w= {2 pi } over {T} `#v=rw``이들을 식F=ma=m {v ^{2}} over {r}에 대입하면 구심력 F는 다음과 같이 나타내어진다.F= {4 pi ^{2} mr} over {T ^{2}} `구심력 측정 실험장치는 그림 13-3(책참조)과 같다. 그림 13-4(책참조)에서 보는 바와 같이 중앙지지대의 도르래와 연결된 실이 수평인 상태에서 물체를 일정한 속도로 회전시키면, 물체에 작용하는 구심력은 실의 장력이 된다. 이 실이 도르래를 통해 용수철과 연결이 되어 있으므로 실의 장력은 용수철의 탄성력과 같다. 따라서 이때의 용수철이 탄성력을 측정하면 구심력을 알 수 있다. 회전대를 정시시키고 그림 13-3과 같이 장치를 하여 회전할 때와 같은 길이로 용수철을 늘어나게 하는 추와 추걸이의 무게 (Mg)를 측정해서 회전할 때의 용수철의 탄성력 즉 구심력을 구한다. 이를 식 (13.10)과 함께 식으로 나타내면 다음과 같다.F _{구심력} = {4 pi ^{2} mr} over {T ^{2}} =Mg``3.실험 기구 및 재료구심력 측정장치, 초시계, 추와 추걸이, 저울, 실4.실험 방법 및 구상 회전반경을 변화시키면서 측정물체의 질량과 구심력을 일정하게 유지시키고 회전중심에서 물체까지의 거리를 변화시키면서 회전주기를 측정한다.1.중앙 지지대의 지시기 선반의 높낮이를 조절하여 오렌지색 지시기 판이 지시기 선반과 일치하도록 조절한다.2.추걸이와 조임장치 있는 도르래를 회전대에서 분리한다.3.회전대를 회전 시키고 오렌지색 지시기 판이 지시기 선반과 일치할 때 회전주기를 측정한다.4.회전 반경을 일정한 간격으로 증가시키면서 과정을 반복한다.

자연과학| 2017.10.24| 4페이지| 1,500원| 조회(136)

구심력, 일반물리학실험, 일물실, 구심력 예비레포트, 구심력운동

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선운동량 보존법칙 예비보고서

일반물리학실험 예비보고서선운동량 보존 법칙1. 실험목적공기 미끄럼대를 이용하여 1차원 탄성충돌과 비탄성충돌 실험에서 충돌 전후의 선운동량과 운동에너지의 보존됨을 확인한다.2.실험 원리운동량vec P `은 물체의 질량(m`)과 속도( vec v `)의 곱으로 정의되며, 이는 벡터량으로써 속도와 같은 방향이다. 그리고 운동량 보존 법칙이란, 외부와의 상호작용이 없는 물체계 내에서의 운동량은 보존된다는 것이다.vec P `=` sum from i ` vec P_i `=` vec P_1 `+` vec P_2 `+` vec P_3 `+` cdots `=` 일정운동량 보존 법칙이 성립한다면 두 물체가 충돌했을 경우 충돌 전의 운동량의 합과 충돌 후의 운동량의 합은 같게 된다.(1) 완전 탄성 충돌인 경우일차원에서 정지( vec v_2 `=` 0` )해 있는 한 물체에 다른 한 물체가 속도vec v_1으로 총돌하는 경우 충돌 후 두 물체의 속도를 구해보자. 충돌 후 물체1과 물체2의 속도가 각각vec v_1과vec v_2`으로 주어질 때 완전 탄성충돌의 경우 운동량과 에너지가 모두 보존되므로m_1 vec v_1 `=` m_1 vec v_1 ' `+` m_2 vec v_2 '1 over 2 m_1 v_1 ^2 = 1 over 2 m_1 v_1 ' ^2 `+` 1 over 2 m_2 v_2 ' ^2이 된다. 두 식을 연립하면v_2 ' = 2m_1 over { m_1 + m_2 } v_1v_1 ' = { m_1 - m_2 } over { m_1 + m_2 } v_1로 주어진다. 따라서 충돌 후 물체2는 항상 양의 속도가 되지만 물체1은 질량m_1과m_2의 크기에 따라 속도가 0, 음 또는 양이 된다.(2) 완전 비탄성 충돌질량m_2인 물체가 정지( vec v_2 =0 )해 있고, 질량이m_1인 물체가 속도vec v_1으로 충돌한 두 물체가 결합하여 속도가vec v_2이 되었을 경우 운동량은 보존되지만 에너지는 보존되지 않는다. 운동량 보존의 원리에 의하면vec P_1 + vec P_2 = vec P_1 ' + vec P_2 ' ````->```` m_1 vec v_1 ( m_1 + m_2 ) vec v_2 '이 되고, 만일 두 물체의 질량이 같다면 충돌 후 결합된 물체의 속도vec v_2 '은 다음과 같이 주어진다.vec v_2 ' `=` vec v_1 over 23. 실험기구 및 재료공기 미끄럼대, 송풍기, 활차, 포토 게이트 계시기, 수평계, 추, 저울, 자4. 실험방법 및 구상(1) 공기 미끄럼대에 송풍기를 연결하고 수평계를 사용하여 미끄럼대가 수평이 되도록 조절나사를 조정한다.(2) 송풍기를 켜고 활차를 미끄럼대의 가운데 올려놓고 활차가 움직이는지 확인한다. 만약 활차가 한쪽 방향으로 움직이면 미끄럼대의 수평을 다시 조정하고 공기의 분사량도 적당하게 조절한다.(3) 포토 게이트 계시기의 모드는 gate 모드로 하고 RESET 버튼을 누른다.(4) 활차 하나를 미끄럼대의 한쪽 끝에 있는 활차 발사기를 사용하여 반대쪽 미끄럼대에 충돌시킨다. 힘의 크기는 용수철의 수축 길이로 조정한다. 이 때 가하는 힘이 가능한 수평으로 작용하도록 하고, 포토게이트 계시기가 정상적으로 작동하는지 확인한다. 몇 차례 예비 실험을 한 후 실험을 한다.(5) 활차의 속도는 활차에 결합된 보조 막대의 폭을 재어 이 폭이 포토게이트 계시기를 지나는데 걸리는 시간을 나누어 결정한다. 속도를 계산할 때 활차가 움직이는 방향을 고려하여 (+)또는 (-)부호를 표시한다.(6) 각 실험에서 활차의 초기 속도를 일정하게 유지하도록 한다.(7) 완전 탄성 충돌 실험에서는 탄성 충돌이 가능하도록 활차 좌우에 고무줄 완충기를 결합한다.완전 탄성 충돌 - 활차 한 개를 사용한 경우(1) 활차의 질량과 보조 막대의 길이를 재고 기록한다.(2) 활차 1개와 포토게이트 계시기 1개를 사용하여, 공기 미끄럼대 끝 부분을 향하여 활차를 밀어 충돌시킨다. 활차가 포토게이트 계시기를 지날 때의 시간DELTA t_1과 완전 탄성 충돌 후 되돌아와 계시기를 다시 지날 때의 시간DELTA t_1 '을 측정한다.(3) 충돌 후 속도의 실험값v'_1,E ``과 이론값v'_1,T ``를 계산하고 이론값에 대한 실험값의 상대오차를 구한다. 완전 탄성 충돌 - 질량이 같은 두 활차의 경우(1) 활차의 질량과 보조 막대의 길이를 재고 기록한다.(2) 질량이 같은 두 활차를 하나는 중앙에 정지시켜 두고, 다른 하나는 일정한 힘을 가하여 충돌시킨 다음 충돌 전후 활차가 계시기를 지나는데 걸리는 시간을 각각 측정한다. 포토게이트 계시기 2개를 사용한다.(3) 충돌 전후의 속도를 계산하고 상대오차를 구한다. 완전 탄성 충돌 - 질량이 다른 두 활차의 경우 (가벼운 활차에 힘을 가할 때)(1) 활차의 질량과 보조 막대의 길이를 재고 기록한다.(2) 무거운 활차를 중앙에 정지 시킨채 가벼운 활차를 움직여서 충돌시킨 다음 충돌 전후 활차가 계시기를 지나는데 걸리는 시간을 각각 측정한다.

자연과학| 2017.10.24| 4페이지| 1,500원| 조회(201)

선운동량, 운동량, 일반물리학실험, 선운동량보존법칙, 일물실

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일반물리학실험 물질의비중측정 예비보고서

일반물리학실험 예비보고서물질의 비중측정1. 실험목적Archimedes의 원리를 이해하고, Jolly의 용수철 저울을 사용하여 고체와 액체의 비중을 측정한다.2.실험 원리온도 T℃에서의 물질의 밀도와 4℃에서의 순수한 물의 밀도(1g/cm3)의 비를 그 물질의 T℃에서의 비중이라 한다. 비중은 단위가 없는 무차원의 값이다. 어떤 물체의 무게를 W, 그 물체와같은 부피를 가진 온도 T에서의 액체 무게를 WL, 이 온도에서의 액체의 비중을 SL이라고 하면 그 물체의 비중 S는 다음과 같이 구할 수 있다.S={T℃의~물체의~밀도} over {4℃의~물의~밀도={T℃의~물체의~밀도} over {T℃의~액체의~밀도} ×{T℃의~액체의~밀도} over {4℃의~물의~밀도}={T℃의~물체의~무게} over {T℃의~액체의~무게} ×{T℃의~액체의~밀도} over {4℃의~물의~밀도}=W over W_L S_L한편, 밀도 또는 비중을 측정하기 위한 편리한 방법은 다음에 주어진 Archimedes의 원리를 이용하는 것이다. “어떤 물체를 액체 속에 담그면 그 물체는 부피에 해당하는 액체의 무게만큼의 힘을 연직방향으로 받게 된다.” 이 힘을 부력이라 부른다.★고체의 비중Jolly의 용수철 저울에 용수철 상수 k인 용수철에 질량이 m이고 부피가 V인 물체를 매달았을 때 용수철의 길이가x_0에서x_1만큼 늘어났다면 물체의 무게는 다음과 같다.W=k(x_1-x_0)=mg그리고 물체를 온도 T℃인 물에 담갔을 때 용수철이x_2만큼 늘어났다면k(x_2-x_0)=mg-V rho_w g,rho_w : 물의 밀도이다. 여기서rho_w는 T℃에서 물의 밀도이다. 그러므로 식2, 식3에 의해 부력에 해당하는 물체와 같은 부피의 물 무게W_w는W_w=V rho_w g=k(x_1-x_2)이다. 그러므로 물체의 비중 S는 식1에 의해S= W OVER W_S S_w = {x_1 -x_0} over {x_1 - x_2} S_w가 된다. 여기서S_w는 T℃에서의 물의 비중이다.★액체의비중위의 물체를 물이 아닌 다른 임의의 액체 속에 담갔을 때 용수철의 길이가x_3만큼 늘어났다면k(x_3-x_0)=mg-V rho_L g이 된다. 여기서rho_L은 액체의 밀도이다. 그러므로 식2와 식6으로부터 물체와 같은 부피의 액체 무게W_L은W_L=V rho_L g=k(x_1-x_3~)이다. 그러므로{W_w}over{W_L} ={V rho_w g} over {V rho_L g} = {k(x_1 - x_2 )}over{k(x_1 - x_3 )} #~~ rho_L = {x_1 - x_3}over{x_1 - x_2} rho_w이고, 양변을 4℃에서의 순수한 물의 밀도로 나누어 주면 임의의 액체의 비중S_L은 다음과 같다. 따라서S_L = {x_1 - x_3}over{x_1 - x_2} S_w3. 실험기구 및 재료Jolly의 용수철 저울, 비커, 온도계 , 액체시료, 추(알루미늄, 구리 , 황동)4. 실험방법 및 구상(1) 용수철 저울의 삼각대 조절나사들을 조절하여 용수철과 거울눈금자가 연직이 되게 한다.(2) 용수철에 고체 시료를 달지 않았을 때의 용수철의 눈금x_0~를 측정한다.(3) 용수철에 고체 시료를 달았을 때 용수철이 늘어난 길이x_1을 측정한다.(4) 비커에 물을 정당히 채우고 온도를 잰 다음 받침대 위에 올린다.(5) 용수철에 시료를 달고 물에 시료가 완전히 잠기게 한 후 용수철이 늘어난 길이x_2를 측정한다.(6) 다른 비커에 액체 시료를 적당히 채우고 온도를 잰 다음 받침대 위에 올린다.

공학/기술| 2016.04.24| 4페이지| 1,000원| 조회(206)

비중, 예비보고서, 일반물리학실험, 물질의비중측정

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일반물리학실험 교류회로 결과보고서 평가B괜찮아요

일반물리학실험 결과보고서교류회로1.결과보고서학과: 학번: 이름:실험일시: 공동실험자:담당조교:온도: 습도: 기압:2.실험방법 R회로1.직류전원장치를 사용하여 위처럼 연결한다2.기전력varepsilon을 0v부터 5v까지 1v간격으로 바꾸면서 회로의 전류를 측정한다3.전류와 전압과의 관계그래프를 그리고 기울기를 구한다4.직류전원장치를 함수발생기로 바꾸고 회로를 연결한다5.함수발생기의 진동수를 100Hz에 고정하고varepsilon을 0v부터 5v까지 1v간격으로 바꾸면서 회로의 전류를 측정한다6.전류와 기전력의 그래프를 그리고 기울기를 구한다7.기전력을 5v로 유지하고 진동수를 100Hz씩 바꾸어 가면서 전류를 측정한다8.진동수와 전류의 관계그래프를 그리고 기울기를 구한다 C회로1.직류전원 장치 및 함수발생기를 사용하여 실험1의 과정을 반복한다 R-C회로1.함수발생기를 사용하여 위 그림처럼 연결한다2.함수발생기 진동수를 100Hz에 고정시키고varepsilon을 0v부터 5v까지 1v간격으로 바꾸면서 회로의 전류를 측정한다3.전류와 기전력의 그래프를 그리고 기울기를 구한다 그리고 임피던스를 이론적으로 계산하고 구한 기울기와 비교를 한다4.인가 기전력을 5v로 유지하고 주파수를 100Hz씩 바꾸면서 전류를 측정한다5.진동수와 전류와의 관계그래프를 그린다3.측정값R회로직류실험R=1.181kOMEGAvarepsilon(V)I(mA)I_{ 이론}(mA)00011.10.84621.71.69232.52.53843.73.3845534.230오차+-0.0005교류실험R=1.181kOMEGA f=100Hzvarepsilon(V)I_{ ac}(mA)I_{ ac이론}(mA)00010.70.84621.51.69232.42.53843.23.38454.14.230오차+-0.0005R=1.181kOMEGAvarepsilon _{ ac}=5vf(Hz)I_{ ac}(mA)I_{ ac이론}(mA)0001004.14.2302004.14.2303004.04.2304004.04.230오차+-0.0005C회로교류실험C=22*10 ^{ 5 } muF f=100Hzvarepsilon _{ ac}(v)I_{ ac}(mA)I_{ ac이론}(mA)00011.31.38222.72.76534.34.14745.85.52957.26.912오차+-0.0005C=22*10 ^{ 5 } muFvarepsilon _{ ac}=5vf(Hz)I_{ ac}(mA)I_{ ac이론}(mA)0001007.26.91220014.413.82330021.320.73540027.927.646오차+-0.0005R-C회로교류실험R=1.181kOMEGA C=22*10 ^{ 5 } muF f=100Hzvarepsilon _{ ac}(v)I_{ ac}(mA)I_{ ac이론}(mA)00010.60.61121.31.22032.01.83242.92.24353.53.05오차+-0.0005Z=1.67,1.54,1.5,1.38,1.43 평균SIMEQ1.5OMEGAZ_{ 이론}=1.64OMEGAR=1.181kOMEGA C=22*10 ^{ 5 } muFvarepsilon _{ ac}=5vf(Hz)I_{ ac}(mA)Z(OMEGA)Z_{ 이론}(OMEGA)I_{ ac이론}(mA)000001003.51.431.643.052003.91.281.543.243003.91.281.423.514003.91.281.363.67오차+-0.005 오차+-0.0054.실험결과(그래프1)R회로-직류실험 전류와 전압의 그래프 (그래프2)R회로-교류실험 전류와 전압의 그래프기울기는 저항을 나타낸다 기울기는 저항을 나타낸다R=1.20kOMEGA 실제저항값 R=1.181kOMEGA R=0.97kOMEGA 실제저항값 R=1.181kOMEGA(그래프3)R회로-교류실험 진동수와 전류의 그래프진동수가 증가해도 전류가 거의 변하지 않았다전류의 평균값 4.05mA 저항R={5V} over {4.05mA}=1.23kOMEGA 실제저항값 R=1.181kOMEGA(그래프4)C회로-교류실험 전류와와 전압의 그래프 (그래프5)C회로 진동수와 전류와의 그래프기울기는X _{C}을 나타낸다 진동수가 커질수록 전류가 커지는 것을 볼 수 있다X _{C}=0.684kOMEGA 실제X _{C}={1} over {2 pi fC}=0.723kOMEGAR-C회로(그래프6)RC회로-교류실험 전류와 전압의 그래프 (그래프7)RC회로-교류실험 진동수와 전류의 그래프기울기는 저항을 나타낸다 진동수가 커질수록 전류가 일정하다R=1.390kOMEGA 실제저항값 R=1.181kOMEGA 전류의 평균=3.8mA저항R={5V} over {3.8mA}=1.31kOMEGA 실제저항값 R=1.181kOMEGA5.결과에 대한 논의이번 실험은 R회로 C회로 RC회로를 연결해서 기전력을 바꾸거나 진동수를 바꿔가며 전류를 측정해 보는 실험이었다 이 내용은 중간고사때 시험을 친 내용이었던 것으로 기억한다 먼저 실험을 하는데 조교님이 회로를 그려주셨다 그래서 그대로 설치하고 실험을 하는데 전압이 5V까지 올려야 하는데 아무리 함수발생기를 조정해도 전압이 올라가지 않았다 그래서 질문을 하였더니 우리가 멀티미터를 교류측정으로 바꾸지 않아 그런것이었다 칠판에도 액정확인 이라고 적혀있었는데 다음부터는 주의깊게 칠판을 봐야겠다 생각했다 R회로와 C회로는 잘 실험했는데 RC회로에 가서 연결을 어떻게 해야 할지 조원과 상의를 했는데 잘 되지 않았다 그래서 조교님의 도움을 받아서 RC회로를 직렬로 연결하기 편한 방법을 가르쳐 주셔서 R과 C를 맞물리게 해서 직렬연결로 하여 실험을 진행했다 처음에 우리조는 저항값을 눈으로 읽어서 1200OMEGA+-5%라고 적어두었는데 실험을 끝내니 시간이 남게 되었다 그래서 멀티미터로 직접 측정을 해보았더니 1181OMEGA이 나왔고 결과값을 적는데 좀 더 정확도를 올릴 수 있게 된 것같다 결과보고서를 쓸 때 R회로는 V=IR를 사용하였고 C회로는 V={I} over {WC}를 이용하여 구하였고 RC회로는 I를 어떻게 구하나 했는데 V=IR+ {I} over {WC}를 이용하여 I를 묶어낸후에 식을통해 구하였다 이론값과 우리의 측정값을 비교해 보았는데 큰 오차는 나지 않았다 실험값을 구하고 임피던스 Z를 구해보았는데 RC회로에서 측정값의 평균을 내어보았더니 약 1.5OMEGA가 나왔고 이론값은 1.64OMEGA이 나왔다 임피던스는 전류의 흐름을 방해하는 정도를 나타내는 것으로 저항OMEGA과 단위가 같은 것을 알 수 있다 그 후 각 실험결과를 가로축에 전류를 두고 세로축에 전압을 두어 기울기를 구해보았다 기울기는 저항을 뜻하는 것이다 실제저항은1181OMEGA인데 우리의 측정값으로 구했더니 1.20kOMEGA, 0.97kOMEGA 1.390kOMEGA 으로 오차가 조금 있는데 오차의 요인이라면 우리가 사용하는 기구는 측정하는 값의 소수점 자리가 한계가 있기 때문에 정확한 값을 측정하기가 어려웠다 따라서 값을 더 정확히 측정할 수 있다면 오차는 줄어들 수 있을 것이다 또 우리가 실험한 것은 이상적인 회로가 아니므로 저항이 어느정도씩 존재 했을 것이다 따라서 실제저항보다 조금씩 다르게 나온 것 으로 생각 할 수 있다6.결론이번 실험에서 R회로는 V=IR을 사용하고 C회로는 V={I} over {WC}를 사용하여서 I를 구했다 저항값이 일정하므로 전압을 올리면 전류의 값도 올라간다 위 실험값에서 확인 할 수 있었다 R회로에서 진동수를 올려고 전류의 값이 일정 한 것을 확인 할 수 있었다 그때 전류의 평균은 4.05mA이고{5V} over {4.05mA}=R=1.23kOMEGA으로 실제 저항과 비슷한 것을 알 수 있었다 C회로에서 전압과 전류의 기울기는X _{C}로X _{C}=0.684kOMEGA 실제X _{C}={1} over {2 pi fC}=0.723kOMEGA이 나왔다 RC회로에서 진동수가 커질수록 전류가 일정하게 나와서 전류의 평균값은 3.8m이고 저항R={5V} over {3.8mA}=1.31kOMEGA 으로 실제저항과 비슷한 것을 알수 있었다 임피던스를구해보았는데 임피던스의 단위는OMEGA이다 이것은 저항과 같은 단위인데 따라서 임피던스를 구해보았는데 Z=1.67,1.54,1.5,1.38,1.43 평균

공학/기술| 2016.04.24| 8페이지| 2,000원| 조회(386)

결과보고서, 일반물리학실험, R-C회로, 교류회로, R회로, C회로

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