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탄환속도의 측정

탄환 속도 측정학과/분반(요일, 교시)실험일시5월 4일실험 조보고서 작성자 이름결과 레포트[실험값](1) 탄동진자를 이용한 탄환의 속도 측정◑ 탄환의 질량,= 66.5 g, 0.0665 kg◑ 탄동진자의 질량,= 133 g, 0.133 kg회11.08523.83021.07223.83031.07823.83041.08123.83051.08023.830평균1.07923.830◑ 탄환이 박힌 탄동진자의 주기, 탄환이 박힌 탄동 진자의 질량중심으로부터 회전축까지의 거리, 회전축으로부터 탄동진자 내의 탄환의 중심까지 거리① 탄환의 발사강도 1단회( ? )1221.7481.529219.51.5521.3573231.8271.5974221.7481.5295211.6701.460평균21.51.7091.494② 탄환의 발사강도 2단회( ? )1403.1342.7402423.2842.8713382.9832.6094393.0592.6745413.2092.806평균403.1342.740(2) 수평도달거리를 이용한 탄환의 속도 측정◑ 탄환의 질량= 66.5 g, 0.0665 kg◑ 탄환의 반경= 12.6 cm, 0.126 m◑ 탄환의 공기 저항계수,= 0.014 kg/m①탄환의 발사 강도 1단회(s)(cm)10.294854.01.94020.288752.01.90330.272554.02.09940.280653.82.03050.275154.22.087평균0.282353.62.019②탄환의 발사강도 2단회(s)(cm)10.2817105.44.18920.2869105.94.13530.2923104.53.99940.2824107.64.27650.2756106.34.323평균0.2838105.94.184[2] 결과분석★수평도달거리를 이용한 탄환의 속도 측정값를 참값으로 하고, 탄동진자를 이용한 탄환의 속도 측정값 과를 실험값으로 하여 비교하여 본다.발사강도오차1오차21단1.7091.4942.01915.35426.0032단3.1342.7404.18424.09634.512평균의 값은 실험 수행 시 먹지에 대고 탄환의 낙하지점을 알아내어 길이를 측정한 값이다. 공기 저항의 값까지 같이 계산 한 값이기 때문에값은 이론값이거나 이론값과 상당히 근접한 범위의 근사 값이라 할 수 있다.은 운동체의 속도이다.이 상대적으로,보다 오차율이 적게 나왔다.실험값[오차 논의 및 검토],이 차이가 나게 되는 주된 이유는 마찰과 관찰의 정확성의 문제일 수밖에 없다.이고,로 나타낼 수 있는데, 주기가 많은 영향을 준다. 실제로 주기를 측정할 때 진자가 회전축과 마찰 없이 회전축과 수직 방향으로만 운동한 것이 아니라, 눈으로 식별 가능 할 정도의 미세한 좌우의 흔들림을 관찰 할 수 있었다. 이것은 주기를 증가시키는 원인이라 할 수 있으며, 0.x 초를 다루는 실험에서는 큰 오차의 원인으로 작용 할 수 있다. 또한,모두에게 해당되는 것 중 하나가를 구할 때 발생하는 것이다. 탄동진자는 앞으로 올라가면서 장치되어 있는 각도기를 밀고올라간다. 이때 각도기는 최대 점에 정지 하는 것이 아니라 진자가 최고점을 밀고 내려올 때 특정 지점에 머무르지 않고 움직이는 것이 포착되었다. 이것이 또 하나의 문제가 되었다.[결론]관찰의 정확성만 보장이 된다면 오차율 20%를 넘나드는 실험 결과 값을 줄일 수 있을 것이다. 이 실험을 통해 질점을 통한 운동량이거나, 진자를 이용하여 계산한 운동량, 또는 포사체의 운동을 통한 운동량이나 모두 같은 운동량을 가지고 보존 될 수 있음을 계산 할 수 있었다. 에너지의 보존 또한 동시에 이루어지는 것을 알 수 있다. 비록 소리와 같은 에너지로 적은 양이나마 에너지가 변환 되지만 전체적인 에너지의 보존과 유지에 대해서는 확일 해 볼 수 있는 시간 이였다.

공학/기술| 2012.11.27| 3페이지| 1,000원| 조회(108)

탄환, 일반물리학, 탄동, 탄환속도, 탄환 속도, 탄환속도의 측정

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공기중에서의 음속측정

공기 중에서의 음속 측정학과/분반(요일, 교시)실험일시실험 조보고서 작성자 이름- 결과 레포트[1]실험값(1) 진동수660Hz의 소리굽쇠를 이용회124.524.511.838.465.191.5224.524.511.738.56591.5324.524.511.638.365.291.5424.524.511.838.264.991.6524.524.511.738.36591.7◑ 유리관 내의 공기 중의 온도와 공명 마디점의 위치 ( 단위 : ℃, cm )◑ 실험 온도와 공명정상파 파장의 계산 ( 단위 : ℃, cm )회124.526.626.726.426.57224.526.826.526.526.60324.526.726.926.326.63424.526.426.726.726.60524.526.626.726.726.67◑ 공기 중에서의 소리 속도 측정값과 이론값 ( 단위 : m/s )회오차1345.37346.70.385%2345.80346.70.260%3346.23346.70.135%4345.80346.70.260%5346.67346.70.010%평균345.97346.70.210%(2) 진동수800Hz의 소리굽쇠를 이용◑ 유리관 내의 공기 중의 온도와 공명 마디점의 위치 ( 단위 : ℃, cm )회124.524.59.230.552.173.8224.524.59.130.452.373.5324.524.59.230.552.273.6424.524.58.429.751.172.6524.524.59.230.45273.5◑ 실험 온도와 공명정상파 파장의 계산 ( 단위 : ℃, cm )회124.521.321.621.721.53224.521.321.921.221.47324.521.321.721.421.47424.521.321.421.521.40524.521.221.621.521.43◑ 공기 중에서의 소리 속도 측정값과 이론값 ( 단위 : m/s )회오차1344.53346.70.625%2343.47346.70.933%3343.47346.70.933%4342.40346.71.240%5342.93346.71.086%평균343.36346.70.963%[2] 결과 분석실험1- 모든 세부 실험에 걸쳐서까지 실험의 오차율이 1%가 넘지 않은 것을 볼 수 있다. 놀랄만한 정교함이었다. 특히 5번째 실험은 실험의 오차가 0.010%로, 이론과 거의 같은 소리의 속도 값을 얻었다고 말할 수 있다. 이것은 5번째 실험에서 마디()의 계산을 상당히 정확하게 한 것을 알 수 있다. (두번째표 : ◑ 실험 온도와 공명정상파 파장의 계산 , 의 5번째 실험의값이 상당히 고르다는 것을 볼 수 있다.)-또 각 세부 실험의의 값을 얻는 것이 상당히 힘들었다.값이 규칙을 따랐기 때문에의위치를 잡을 수 있었으나, 상당히 까다로웠다.실험2- 대부분의 실험이 오차율이 1%내외가 기록되었다. 실험 1 못지않게 상당히 잘 측정된 수치를 가지고 있다고 할 수 있다. 또 4번째 실험의 경우는 소리굽쇠의 위치가 다른 것보다 약 1cm 정도 위에서 실험을 진행하게 되었다. (실험방법에는 유리관 위 1cm 지점에서 실험하라고 되어있다. 알고도 궁금함에 그렇게 실험하게 되었다.) 그래도 소리굽쇠에서 발생한 파장의 길이는 변하지 않기 때문에 두 번째 표의 파장의 계산에서 볼 수 있듯이 다른 1,2,3,5번째의 실험과 파장의 길이는 유지되는 것을 알 수 있다.실험1,실험2- 진동수에 따라서 파장의 길이가 변하는 것을 알 수 있었다. 진동수가 크면 파장이 상대적으로 짧았고, 진동수가 작으면 상대적으로 파장이 긴 것을 볼 수 있었다. (실험1과 실험2의 ◑ 실험 온도와 공명정상파 파장의 계산 참고 )-실험 전반적으로 오차율 1%내외의 성공적이고 정확한 실험이었다.[3] 오차 논의 및 검토우리의 실험1과 실험2에서 오차가 거의 발생하지 않았기 때문에 본 실험에 대한 오차논의는 하지 않을 것이다. 다만 오차를 일으킬 수 있는 원인에 대해서 논해볼 것이다.-가장 중요한 것은 온도라고 할 수 있다. 실험값과 이론값을 비교하는 실험이다. 이때 이론값은 온도에 의해 좌우 될 수 있기 때문에 신경 써서 온도를 측정하는 것이 필요하다.-또한 물의 높이를 잘 조정하는 것이 필요한데 공명이 발생하는 한 지점에서 수면의 높이를 잘 유지해야지 실험1의 5번째 실험과 같이 정확한값을 얻을 수 있다.검토로는-실험 1의값을 얻는 것이 왜 어려웠는지 알고 싶다. 다시 실험 할 수 있으면 이 점을 고려해서 실험을 진행 해 보고 싶다.-온도가 다를 때 실험을 수행하면 소리의 전달 속도가 변하는지 알고 싶다. 온도가 다른 경우의 소리 전달 속도 측정은 실험 분석 포함 되었어야 하는데 한정된 공간에서 수행되는 실험인 관계로 온도가 다른 곳에서의 소리 속도에 대한 부분을 증명 할 수 없었다.[4] 결론①실험의 근거가 된등식을 통해 구한 소리의 속도는 ,로 측정되는 소리의 속도와 같다고 할 수 있다. 오차율이 두 실험 모두에서 1%가 나오지 않았기 때문이다.등식은 공기의 분자량과 기체상수, 부피탄성률 등을 따져서 나온 결과이다. 하지만,식은 단순히 뉴턴법칙로 설명 할 수 있다.는 초당 진동수로, 1초에 발생하는 파장의 개수를 말한다. 파장의 개수와 단일 파장의 곱은 총 이동거리를 나타 낼 수 있다. (본래는

공학/기술| 2012.11.27| 4페이지| 1,000원| 조회(169)

일반물리학실험, 음속측정, 음속측정 실험

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구심력의 측정

구심력 측정결과 레포트학과/분반(요일, 교시)실험일시4월 6일실험 조보고서 작성자 이름[1] 실험값(1) 회전중심으로 부터의 거리 통제 값 r = 14 cm , 0.14 m ,◑ 3중 고리 달린 추의 질량 m = 99 g, 0.099 kg◑ 추 걸이 (클립+실) 포함한 추의 무게 M = 73 g, 0.073 kg회회전수 (N)회전시간 (t)주기(T)(%)13026.320.87730.71090.71540.629023026.590.88630.69652.641933027.110.90360.67016.332143026.170.87230.7191-0.517153026.910.89700.68004.9483평균0.88730.6953.22.806813.866463028.270.94230.616216.144873028.650.95500.5999(2) 회전중심으로 부터의 거리 통제 값 r = 16 cm , 0.16 m◑ 3중 고리 달린 추의 질량 m = 99 g, 0.099 kg◑ 추 걸이 (클립+실) 포함한 추의 무게 M = 113 g, 0.113 kg회회전수 (N)회전시간 (t)주기(T)(%)13022.880.76271.07501.10742.925823023.120.77071.05284.930533022.620.75401.09990.677343023.940.79800.982011.323853022.820.76071.08072.4111평균0.769221.058084.4537(3) 회전중심으로 부터의 거리 통제 값 r = 18 cm , 0.18 m◑ 3중 고리 달린 추의 질량 m = 99 g, 0.099 kg◑ 추 걸이 (클립+실) 포함한 추의 무게 M = 163 g, 0.163 kg회회전수 (N)회전시간 (t)주기(T)(%)13020.280.67601.53941.59743.630923021.090.70301.423510.88633019.910.66371.59710.018843020.010.66701.58131.007953020.740.69131.47207.8503평균0.679151.522664.6789[2] 결과 분석실험 (1), (2), (3) 각각의 실험은 평균 오차가 5% 내로 이론값에 가까운 표본은 실험 결과를 얻을 수 있었다. 더욱 실험 (1)은 평균오차가 3% 내로 실험 (2), (3) 에 비하여 오차가 2% 더 작았다. 또한 실험값들의 편차가 훨씬 작으므로 더욱 잘 이루어진 실험이라고 할 수 있다. 그리고 물체의 회전시간 측정값 ()가 모든 실험에서 들쭉날쭉 하는데, 이 실험의 오차를 유발하는 가장 큰 원인 이다. 구심력()에서 가장 큰 변수로 작용하는 것은 주기 () 인데, 변수는 실험을 수행하는 사람이 육안으로 측정해야 하는 회전시간 측정값() 이기 때문이다. 예를 들면 실험 (2)의 4회째 실험, 실험 (3)의 2, 5회째 실험이 있다. 따라서 기계적이지 못한 측정을 가정하고 위 실험의 목적인 구심력의 장력을 이용한 측정에 대해서 논해볼 것이다.[3] 오차 논의 및 검토우선 실험을 수행하는데 있어서 통제 하여 할 부분이 있다. 이 실험은 조그만 시간차에 의해서도 실험의 오차가 커다랗게 변하므로, (실험 (2)의 3, 4회째의 실험은 회전시간 측정값 1.32 () 의 차이를 보이지만, 실험 오차율의 차이는 10.6465%로 상당히 커짐을 알 수 있다.) 시간의 통제는 상당히 중요하다고 할 수 있다. 그 중 하나가 알루미늄 트랙과 직류 모터를 연결하고 작동 할 때의 문제이다. 작동과 동시에, 회전시간()을 측정하면 회전트랙이 가속이 되는데 까지 시간이 추가로 들어가므로 구해야 할 회전시간()보다 조금 더 긴 시간이 측정된다. 위의 설명에서 와 같이 몇 초의 차이는 큰 오차율을 낳았으므로 이 부분을 통제 해주어야 한다. (실험 (1)의 6, 7회째 실험을 참고 한다 : 실험 수행 초반에 계산을 통해 오차가 크다는 것을 알아내고 오류를 수정하여 실험을 다시 수행하였다.) 또한, 수행에 있어 알루미늄 트랙이 회전을 시작한다는 임의의 기준점을 이용하여 그 기준점의 눈금 방향과 그 반대 방향(트랙이 12시 방향에서 도는 것을 측정 시작 시각으로 한다면 12시 방향과 6시 방향이 관찰, 측정방향이 됨)에서 측정을 수행하였다. 각도로 인한 회전시간()의 오차를 최대한 줄이기 위해서이다. 이 통제 하에 발생한 회전시간()의 차이는 사람의 반응속도 차이라고 할 수 있다.부수적으로 오차가 발생 할 수 있는 부분은 구심력에 의한 장력의 힘()과 중력에 의한 힘()이 평형을 이룰 때의 추의 무게를 구하는 부분의 문제이다. 위 실험 (1), (2), (3)에 측정된 ‘추 걸이(클립+실) 포함한 추의 무게 M’ 를 보면, 73g, 113g, 163g 으로 추 걸이(클립+실)의 무게 3g 을 제외 한다면 추의 단위는 10g 이다. 따라서 무게(M) 의 단위를 1g 으로 낮출 수 있었다면 작은 무게 차이지만 오차율을 줄이 것이 가능했을 것이라고 생각된다.[4] 결론위 실험은 일정한 각속도로 회전하는 물체의 회전 반경에 따라 구심력()을 측정하는 실험이었다. 원래의 구심력은와 같이 속도()를 구해야 하지만 회전체의 속도를 구하기 힘들기 때문에와 같이 변형시킨 후 ‘3중 고리 달린 추의 질량’과 ‘회전중심으로 부터의 거리 통제 값’(,)은 통제하고값만 구하여 주면 구심력()의 계산이 가능하다. 위의 실험에서는 스프링과 연결되어 3중 고리 달린 추가 회전으로 ‘인하여’ 발생하는 구심가속도로 인한 힘 구심력()을, 용수철의 장력에 의한 힘과 평형을 이루는 중력에 의한 힘을 알면 실험의 성립 유무를 알아 볼 수 있는 실험이었다. 위의 실험에서 회전으로 발생한 구심력과 평행한 힘의 크기를, 추를 달아 무게를 측정함으로서 장력의 힘과 같은 크기의 구심력()이 발생했다는 것을 알 수 있었다. 따라서 구심력(

공학/기술| 2012.11.27| 5페이지| 1,000원| 조회(68)

구심력, 일반물리학, 구심력 일반물리학

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Newton(뉴튼)의 제2법칙 응용

Newton의 운동 제 2법칙의 응용학과/분반(요일, 교시)실험일시실험 조보고서 작성자 이름결과[1] 실험값(1) 실험 1- 마찰이 없는 경사면에서의 물체의 운동① 기본 실험◑글라이더의 총 질량, m = 195 g◑받침대의 높이, h = 6.8 cm◑무마찰실험대의 두 다리 사이의 거리, s = 100 cm◑경사각, (=sin?¹(h/s)) 3.9 ? ? sin = 0.068회a(이론)a(실험)a(이론)-a(실험)a(이론)?100166.6466.60.06%269.6-4.441%368.2-2.34%467.7-1.59%567.9-1.89%평균68-2.04%② 글라이더의 질량(m)을 변화시켰을 때◑글라이더의 총 질량, m = 395 g◑받침대의 높이, h = 6.8 cm◑무마찰실험대의 두 다리 사이의 거리, s = 100 cm◑경사각, (=sin?¹(h/s)) 3.9 ? ? sin = 0.068회a(이론)a(실험)a(이론)-a(실험)a(이론)?100166.6467.8-1.74%268.0-2.04%368.4-2.641%469.5-4.291%568-2.04%평균68.34-2.551%③ 무마찰실험대의 경사각( )을 변화시켰을 때◑글라이더의 총 질량, m = 195 g◑받침대의 높이, h = 10.8 cm◑무마찰실험대의 두 다리 사이의 거리, s = 100 cm◑경사각, (=sin?¹(h/s)) 6.2 ?회a(이론)a(실험)a(이론)-a(실험)a(이론)?1001105.84109.8-3.741%2106.6-0.718%3107.2-1.285%4106.1-0.246%5105.60.227%평균107.06-1.152%(2) 실험-2 줄로 연결되어 도르래에 걸쳐져 있는 두 물체의 운동① 기본 실험◑글라이더의 총 질량, m = 195 g◑추와 추걸이의 합 질량, M 50 g회a(이론)a(실험)a(이론)-a(실험)a(이론)?1001200188.45.8%2196.61.7%3184.97.55%4182.68.7%51895.5%평균188.35.85%② 글라이더의 질량(m)을 변화시켰을 때◑글라이더의 총 질량, m = 395 g◑추와 추걸이의 합 질량, M 50 g회a(이론)a(실험)a(이론)-a(실험)a(이론)?1001110.1101.18.174%2104.64.995%3101.85.402%4104.15.446%5106.43.360%평균103.65.904%③추와 추걸이의 합 질량(M)을 변화시켰을 때◑글라이더의 총 질량, m = 395 g◑추와 추걸이의 합 질량, M 100 g회a(이론)a(실험)a(이론)-a(실험)a(이론)?1001197.98181.38.425%2181.58.324%3180.19.031%4179.59.334%5184.46.660%평균181.368.394%[2] 결과 분석‘실험 1- 마찰이 없는 경사면에서의 물체의 운동’ 에서는 거의 모든 실험값이 이론값보다 빠른 가속도(a)를 얻었다. 반면 ‘(2) 실험-2 줄로 연결되어 도르래에 걸쳐져 있는 두 물체의 운동’ 에서는 모든 실험값이 이론값보다 작은 가속도(a)를 얻었다. 가속도(a)는 공기 저항이 존재 하지 않을 때의 실험값이다, 하지만 우리가 준비한 ‘실험 1’에서는 공기저항이 존재함에도 불구하고 조금 큰 가속도(a)의 값이 결과로 나왔으므로, 그 원인에 대하여 탐구해 볼 것이다. 또, ‘실험 2’에서는 ①, ②번 실험이 각각 5.85%, 5.904%로 비슷한 오차를 가졌으나, ③번 실험에서는 오차가 8.394% 올라갔다. 이것의 원인에 대해서도 탐구해 볼 것이다.[3] 오차 논의 및 검토실험 1공기저항을 피할 수 없는 실험인데도 오차율에 - 값을 얻었다는 것은 실험 설계 상태에서 오류를 가지고 시작했다는 것을 생각해볼 수 있다. (=sin?¹(h/s))를 이용하여 빗면의 기울기를 구하였는데, s를 구하는데 줄자를 이용한 오차와, 블록의 높이의 오차 때문에 (=sin?¹(h/s))의 값이 작게 나온 상태에서 실험을 수행하게 된 것 같다. 또, 우리 조의 글라이더에 앞부분에는 실과 연결하는 조그마하지만 5 g 이나 나가는 추가 달려있었다. 이 추 때문에 미세하게 글라이더를 앞으로 조금 기울게 만들었고, 그 기울기가 빗면의 기울기와 더해지면서 측정한 기울기보다 조금 더 큰 기울기를 가지고 빗면낙하를 했다는 것을 추정할 수 있다. 따라서 예상한 가속도(a)보다 큰 가속도(a)를 얻을 수밖에 없다.실험 2세부적인 세 종류의 실험 모두에서 오차율이 + 값을 보였다는 것에서 실험 중에 필연적으로 영향을 줄 수밖에 없는 어떠한 작용을 피하지 못하였다는 것을 알 수 있다. 그것은 공기저항과, 실과 도르래사이의 마찰과, 도르래가 회전할 때 발생한 마찰 따위는 불가피한 작용이라고 할 수 있다. 글라이더의 질량이 변화되었던 ①, ②번 실험을 통해서 공기는 충분히 글라이더를 공중에 띄어서 마찰이 발생하는 것을 피했다고 할 수 있다. ③번 실험에서는 갑자기 오차율이 상승했다. 그 원인으로는, 추가 낙하하면서 생겨난 운동에너지가 실을 통하여 100% 글라이더로 전달 된 것이 아니다. 추의 무게가 작을 때보다, 추의 무게가 클 때 운동에너지가 커진다. 또한 속력도 커질 것이다. 하지만 그 속도가 온전히 도르래에 전달되지 못한 것이다. 실의 속도가 빨라졌지만, 매끄러운 도르래를 지나면서 추가 가진 에너지를 무게가 늘어난 만큼(①, ②번번 실험에 비하여 상대적으로 운동에너지가 커진 만큼) 전해주지 못했다. 따라서 ③번 실험에서는 오차율이 더 커질 수밖에 없다고 생각한다. 또한, 낙하하는 추의 무게로 인하여 앞쪽이 무거워 지면서 글라이더가 기울었을 때, 기울어진 앞쪽이 미세하게 마찰에 영향을 주었을 수도 있다.

공학/기술| 2012.11.27| 4페이지| 1,000원| 조회(93)

물리실험, 뉴튼2법칙, 뉴튼2법칙 물리실험

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