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일반물리학실험_Mechanical Wave Mode

Mechanical Wave Mode0. Introduction-purpose-파동의 일반적인 성질 및 정상파, 공명 등의 현상을 실험으로 확인한다.-background theory- [1].[2]1)횡파와 종파매질의 입자들은 파동의 운동방향에 수직으로 진동하는 파동은 횡파이다. 매질의 입자가 파동의 방향으로 진행하는 파동은 종파이다.2)당겨진 줄에서의 파동속도선밀도이고 장력인 줄에서 파동의 진행속도는 다음과 같다.3)중첩둘이상의 파동이 동일한 매질을 통과할 때 매질속의 입자의 변위는 각각의 파동이 만드는 변위들의 힘과 같다. 이것을 중첩이라 한다.4)정상파두 사인곡선형 파동이 반대방향으로 진행하면서 두 파동이 중첩이 되어 파형이 움직이지 않는 것처럼 보이는 파형을 정상파라고 한다. 정상파의 특징은 마디라 불리는 줄 위에서 항상 정지 상태로 고정된 점들이 존재하게 된다. 즉, 변위의 최대점과 최소점이 변하지 않 는다.두 파동의 변위는 아래와 같이 나타낼 수 있다.중첩 원리를 이용하여 합성파를 만들 수 있다.- (1)(1) 식을 삼각함수 관계식을 이용하여 나타내면으로 나타낼 수 있다.마디점을 찾기 위해서 우리는 시간을 고정하였을 때 즉,만이 변하는 상황에서 생 각을 하기로 하자. 마디점의 변위는(: 줄의 길이) 로 나타낼 수 있다. 따라서는이다. 진동수는(: 파동의 진행속도) 이다.5)공명줄의 한 끝이 있을 때에는 끝에서 진행파를 반사시킴으로써 정지파를 만들 수 있다. 끝이 고정되어 있으면 그 끝은 마디가 되고, 자유로이 움직일 수 있으면 배가 된다. 이 조건 때문에 줄에서 정지파가 만들 수 있는 진동수에 제한이 생긴다. 그 가능한 진동수는 공명진동수이고 이에 해당하는 정지파는 진동모드이다. 양끝이 고정된 줄에서 공명진동수는 다음과 같다.n=1에 해당하는 진동모드를 기본모드 또는 제1하모니 모드, n=2에 대하여는 제2하모니 모드 등으로 부른다. 줄의 공명진동수의 한 가지를 가질 때에는 외부로부터 에너지를 흡수한다. 이 현상을 공명이라 한다. 공명진동수가 아닐 때에는 거의 에너지를 흡수하지 않는다.1. Materials&Methods-materials- [2]용수철, 고무줄, 추, pasco장치, 진동생성기계, 네모판, 둥근판, 스탠드-methods- [2]가. 종파1) 아래 그림과 같이 실험 기구를 장치한다.2) 용수철의 길이는 60-70cm 정도로 한다. 1m이상 잡아당겨 스프링의 탄성한계를 넘지 않도록 한다.3) Mechanical Driver와 Function Generator를 연결한다.4) 10Hz부터 서서히 주파수를 증가시키면서 스프링의 모양을 관찰한다.5) 정상파가 형성되는 주파수를 3개 정도 찾고, 각각의 경우의 파장을 기록한다.driver나. 횡파1) 다음 그림과 같이 실험 기구를 장치한다.2) 늘어난 줄의 길이와 추의 질량을 측정한다. (두 점(10cm)잡은 뒤 늘어난 길이 구함)3)의 위치에 Mechanical Driver를 놓고 작동시킨다.4) 배와 마디를 관찰하면서 공명 주파수를 찾는다.5),의 위치에서 반복한다.6) 추의 질량을 바꾸면서 반복한다.다. 2차원 파동Chladni Plates Kit을 설치한 다음, 매질의 경계 조건과 진동수에 따라 배와 마디의 모양이 어떻게 나타나는지 관찰한다.2. Results & Discussion3-1) 종파 실험3-1-1) 데이터frequency (Hz)distance (cm)spring 길이 (cm)(cm/s)(rad/s)144.98105.5359.2281.972239.29.5372.4246.176333.611.5386.4211.008,3-1-2) 오차원인-종파 실험임에도 불구하고 약간 틀어져 옆으로도 움직였다.-거리 측정상의 오차가 발생하였다.3-2) 횡파 실험3-2-1) drive position 변화length of string (cm)mass of string (g)mass of weight (g)29613.1203.0initial length (cm)final length (cm)변화율20211.05처음선밀도나중선밀도driver positionfrequency (Hz)L (cm)vL/218.41251150L/327.11129.167L/444.51390.625-실험 데이터--이론 데이터-(Hz)-비교-실험적 frequency (Hz)이론적frequency (Hz)n오차 (%)18.417.3825.8527.127.0733.9444.543.4652.413-2-2) mass of weight 변화mass of weight (g)final length (cm)frequency (Hz)driver position (m)velocity (m/s)1406.128.528.3L/2=1.25/217.68752353.426.725.6163150.220.514.99.3125460.620.39.35.8125: 추의 무게가 증가할수록 속도는 더욱 빨라졌다.mass of weight (kg)final length (m)(kg/m)10.40610.2850.00096820.35340.2670.00089130.15020.2050.00049140.06060.2030.000202: 추의 무게에 따라 선밀도가 변화한다.를 이용하여 이론적를 구한다.mass of weight (kg)(kg/m)이론적 frequency (Hz)10.40610.00096825.6420520.35340.00089124.9385530.15020.00049121.8997540.06060.00020221.68678실험적 frequency (Hz)이론적 frequency (Hz)오차(%)28.325.6420510.325.624.938552.6514.921.89975-31.99.321.68678-57.13-3) 2D wave3-3-1) Circle347.3 Hz833.4Hz3-3-2) Square319Hz319Hz (node)319Hz (antinode)469Hz3-3-3) discussion2차원 파동의 실험 결과를 보면, 앞의 두 실험에서 얻은 파동의 성질이 2차원 평면으로 나타난다는 것을 확인할 수 있다.사각진동판의 경우 진동수가 커짐에 따라 모래가 형성하는 모양이 점점 복잡해짐을 관찰할 수 있다. 사각판의 경우, Driver가 발생시켜준 파동이 사각판의 끝에서 반사파를 만들고, 그 두 파동이 중첩하여 발생되는 정상파의 마디는 복잡한 모양을 이루게 된다. (원판의 경우 발생된 파동이 반사되기까지의 진행하는 거리가 모두 동일하지만, 사각판의 경우에는 각각 다르기 때문에 정상파의 마디가 중심에서 각각 다른 위치에 생성되게 된다.) 사각판의 중앙을 중심으로 각 모양이 대칭적인 것을 관찰할 수 있는데, 이는 파동을 발생시키는 Driver가 중앙에 있고, 그 파동과 반사파가 각각 대칭적이므로, 생성되는 정상파 또한 대칭을 이루게 된다. 진동수가 커짐에 따라 정상파는 더 복잡한 모양을 이루게 되고, 마디의 개수가 증가하게 되며, 따라서 마디위에 놓인 모래의 모양은 복잡해진다.

자연과학| 2010.05.24| 6페이지| 4,000원| 조회(121)

물리학실험, 일반물리학실험, 일반물리학, Mechanical Wave Mode

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일반물리학실험_Mechnical Energy Conservation

Mechanical Energy Conservation0. Introduction-purpose-롤러코스터와 같은 형태의 레일 위로 공을 굴려, 최고점과 최저점에서의 회전 운동 에너지를 포함한 역학적 에너지가 보존이 되는지를 알아본다.-background theory- [1],[2]회전운동에너지=회전관성:각속도:공의반지름:선속도:(=)1)역학적 에너지:2)최저점에서의 속력(=)3)트랙 끝부분에서의 속력(끝부분에서의 높이:H)1. Materials&Methods-materials-롤러코스터 트랙, 공, 카메라, physics view program-methods-① 화면을 캡쳐한 상태에서 공을 굴린다. 공을 굴리기 시작한 높이를 표시한다.② 물체의 운동을 physics view program으로 기록한다.③ ①, ②의 과정을 5회 반복한다.④ 기록한 자료를 분석해서 최저점과 최대점 등의 위치를 알아낸다.2. Results & Discussion3-1)각 위치에서의 역학적에너지 - [1],[2](공의 질량 m=27.12(g), 공의 반지름=1.1cm)3-1-1)시작점3-1-2)최저점3-1-3)최고점3-1-4)트랙끝점E/expexp1exp2exp3exp4exp5시작점(J)0.1323870.1324720.1341030.1345940.133454최저점(J)0.1328360.1193210.1167480.1165780.123889최고점(J)0.11050.102590.102590.110290.112534트랙끝점(J)0.1125020.1145450.1089140.1083370.1319453-2)최저점에서의 속력이론값:exp1exp2exp3exp4exp5이론값(m/s)2.2210252.3255542.38912.5116532.050756실험값(m/s)2.576582.6211552.512482.2712372.385044오차율(%)16.00912.7115.164-9.57216.3013-3)트랙끝점에서의 속력이론값:exp1exp2exp3exp4exp5이론값(m/s)2.40662.2062.2662.4262.043404실험값(m/s)2.4069432.2147282.276692.2991681.989212오차율(%)0.0150.3860.4505.2472.6520513-4)오차원인분석1)물체와 트랙사이의 마찰력, 공기저항2)공이 트랙에서의 최고점에 다다르는 순간 트랙에서 이탈하였음3)physics view program의 피사체 인식 오류3. References[0] David Halliday et al., Fundamentals of Physics Extended 5th ed

자연과학| 2010.05.24| 3페이지| 4,000원| 조회(169)

물리학실험, Mechnical Energy Con, 회전 운동 에너지, ene..

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일반물리학실험_Physical Pendulum Motion

Physical Pendulum Motion0. Introduction-purpose-진자의 길이가 진자의 운동에 어떠한 영향을 미치는지 알아본다.진자의 초기 각도가 진자의 운동에 어떠한 영향을 미치는지 알아본다.-background theory- [1],[2]진자의 주기T를 구하는 식은 줄의 길이과 각도에 따라 변화한다.1-1) 작은 각도, 긴 길이진자의 운동이 시작되기 직전의 힘을 도식해 보면, 구심 방향의와 연직방향의가 모두 상쇄되고 운동방향의 접선 방향으로만이 남아 방향의 전환을 일으키게 된다. 이 때,는 진자의 고정점에 대한 토크로 작용하게 되고, 이것을 식으로 표현해 보면여기에서,()가 충분히 작다고 가정하면 위의 식은로 근사가 가능하다.에서()는로 정의되므로 이를 진자 운동에 맞게 변형시키면(=)이 되고, 진자의 운동에서 진자의 질량은 질량 중심에 집중되어 있다고 가정하면()따라서, 우리는 주기가 진자의 질량이나 진폭에 관여 받지 않고 오직 줄의 길이과 중력가속도에만 영향을 받음을 알 수 있다. 위의 주기로 구한 중력 가속도는 다음과 같다.1-2)작은 각도, 짧은 길이길이가 짧을 경우 공의 회전 관성을 고려한 물리진자의 형태로 T를 구해줘야 한다.물리 진자를 이용하기 위해서 사용되는 SHO 식은 아래와 같다.위의 방정식을 통해서 구한 진자의 주기는 아래와 같다.회전축에 대한 회전 관성I는이다.회전관성I를 대입하면 최종적으로 주기T를 구할 수 있다.1-3) 큰 각도, 긴 길이큰 각도이기 때문에로 근사를 사용하지 못한다. 따라서 식에서 직접 주기를 유도해야한다.일단 에너지 보존 식을 생각한다. 최저점에서의 에너지는 다음과 같다.그에 대한 일반식으로는 다음과 같다. (는 진폭을 의미)삼각함수의 반각 공식과 에너지 보존 법칙을 이용하여 변환하면이 식을 다시에 대해서 풀고 양변으로 변수 분리하면 다음과 같다.적분 형태로 고치면 아래 식과 같이 쓸 수 있다.아래와 같은 치환을 이용한다.위의 치환을 사용해서 아래와 같은 적분식을 얻는다.k가 -1과 1 사이에 있는 값임을 이용해 멱급수의 전개를 이용한 근사로 적분을 한다.k는 다음과 같이 근사된다.1차 근사까지만 취하여 큰 각에 대해서 보정항을 추가한 식을 얻을 수 있다.1-4)큰 각도, 짧은 길이두 개의 보정항을 추가하여 주기T를 구하면 아래의 식을 얻을 수 있다.1. Materials&Methods-materials-스탠드, 줄 고정대, I-CA, 진자, 줄, 줄자-methods-1) 스탠드를 장치하고, 진자를 줄 고정대를 이용하여 단단하게 장치한다.2) 일정 각도와 길이를 주어 진자를 운동시킨다.3) I-CA를 이용하여 주기를 측정한다.4) 줄의 길이와 초기 각도를 바꿔 실험한다. (긴 길이와 작은 각도, 긴 길이와 큰 각도, 짧은 길이와 작은 각도, 짧은 길이와 큰 각도)2. Results & Discussion1-1) 작은 각도, 긴 길이 (11.567, 60cm)1-1-1)이론적 주기이론적 g: 9.8이론적 T: 1.551-1-2)실험적 주기실험적 g: 9.64실험적 T: 1.571-2) 작은 각도, 짧은 길이 (19.627, 20cm , r=0.75cm)1-2-1)이론적 주기이론적 g: 9.8이론적 T: 0.891-2-2)실험적 주기실험적 g: 9.74실험적 T: 0.901-3) 큰 각도, 긴 길이 (69.570, 60cm)1-3-1)이론적 주기이론적 g: 9.8진폭:=0.56m이론적 T: 1.581-3-2)실험적 주기실험적 g: 8.60실험적 T: 1.661-4) 큰 각도, 짧은 길이 (75.541, 20cm , r=0.75cm)1-4-1)이론적 주기이론적 g: 9.8진폭:=0.19m이론적 T: 0.901-4-2)실험적 주기실험적 g: 7.9실험적 T: 11-5) 오차 & 원인분석1-5-1) 오차exp이론적T실험적TT오차이론적g실험적gg오차11.551.57-1.299.89.641.6320.890.9-1.129.89.740.6131.581.67-5.79.88.612.240.91-11.19.87.919.41-5-2) 오차원인우선 진자를 운동시킬 때 그 시작에서 떨림이 발생하여 오차가 발생하였다. 또한 공식 자체가 근사에 의한 공식이기 때문에 오차가 발생하며 공식의 대입 시 소숫점 자릿수에 의해 그 부분에서도 오차가 발생하였다.

자연과학| 2010.05.24| 6페이지| 4,000원| 조회(121)

물리학실험, 일반물리학, Pendulum Motion, physical pen..

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일반물리학실험_Projectile motion & Free fall (포물선&자유낙하)

Projectile motion & Free fall0. Introduction-purpose--중력장 내에서 투사체의 포물선 운동을 분석한다.-포물선 운동이 수직과 수평 운동으로 분석될 수 있음을 이해한다.-background theory- [1], [2]포물선 운동을 하고 있는 물체는 수평과 수직의 운동으로 분해할 수 있는데, 포물선 운동의 경우 물체의 운동 과정 중에서 작용하는 알짜 힘은 중력만 작용하고 있으므로 x축 방향은 가속도가 없고, 오로지 y축 방향으로만 g만큼의 가속도가 작용한다. 다시 말해, x축 운동만을 보았을 때는 등속도 운동을 하며 y축 운동만을 보았을 때는 등가속도 운동을 한다.가) 시간에 따른 속도수직 방향으로만 중력에 따른 힘이 작용하고 있으므로, 수직과 수평 방향의 속도는 다음과 같이 나타낼 수 있다.,(1)나) 운동 경로의 식운동 경로의 식은 시간 t에 따른 x축과 y축 이동거리 공식의 연립으로 나타낼 수 있다.x축 이동거리 :(=초기 수평 위치 ) (2)y축 이동거리 :(=초기 수직 위치 ) (3)수식 (2)에서이므로 이것을 y축 이동거리 식에 대입하면,(4)다) 비행시간처음에 구했던 수식 (3)에서, 특히이 될 때까지의 시간을 구할 수 있다.에 0을 대입하고 식을 정리하면(5)이라는 변수에 관한 2차 방정식을 얻을 수 있고,는 0 이상의 실수 값이기 때문에에 관하여 근의 공식을 사용하여 정리하여의 값을 얻는다.(6)하지만의 값은 항상 양수이므로,(7)특히이면(또는 기준점과 도달점의 수직높이 차이가 없으면) 총 비행시간은(8)가 된다. 이 때, 최고점까지 도달하는 시간과 최고점에서 기준점까지 도달하는 시간은 일치하므로 최고점에 도달하는 데 걸리는 시간로 나타낼 수 있다.라) 수평 도달거리다)에서 구한 시간변수를 수식 (2)에 대입하면 시간변수가 소거되고 초기 발사각도에 따른 수평 도달거리를 계산할 수 있다.(,) (9)여기에서, 최대 수평 도달거리를 구하기 위하여를 미분하면이므로,가 최대가 되는이다. 즉, 최대 수평 도달거리는 발사각도가rad(45°)일 때임을 수식적으로 알 수 있다. 따라서에를 대입하여 최대 수평 도달거리를 구할 수 있고, 그 식은 다음과 같다.(10)마) 역학적 에너지 보존에서,이다. 양변을 적분하면,곧, 위치에너지는으로 정의된다. 운동에너지는으로 정의된다.보존력에 의한 역학적 에너지는 항상 보존되는데, 중력이 작용하는 이 경우엔로 나타낼 수 있다.1. Materials&Methods-materials-Projectile motion launcher, Plastic ball(1), Clamp, I-CA system-precedure-1) 스크린을 내리고 I-CA 프로그램을 사용하여 카메라의 수평이 맞도록 보정한다.1)-1. 보정용 50cm 막대를 꽂아 프로그램을 보정하고 좌표축을 설정한다.2) Projectile Launcher를 책상에 스크린과 수평면이 되도록 고정한다(Clamp 사용).3) Projectile Launcher의 스프링을 당겨 공을 장전한다. 공의 발사 강도는 1~3까지의 세 단계가 있으나 3단계는 너무 강하므로 1, 2단계로만 실험한다.4) I-CA 프로그램을 사용하여 스크린을 촬영한다.5) Projectile Launcher를 사용하여 공을 발사한다.6) 운동이 끝났다면 촬영을 중지하고 결과를 분석하여 데이터를 수집한다.7) 이 과정이 끝났다면 다시 (3)으로 돌아가 실험을 반복한다.스프링의 강도를 바꾸어 실험해 보고, 40°~50°까지 1°씩을 상승시켜가며 데이터를 모은다.(우리 실험조는 30°와 60°를 추가적으로 실험하였다.)2. Results & Discussion1)이론값 계산1-1)값 계산이런 식으로 구하자.ex)30도 값의 일부Time(s)x좌표y좌표0-1.5131.5140.034-12.8656.0540.067-20.1819.586그 결과의 값 (m/s)30도40도41도42도43도44도45도V03.6m/s3.2m/s3.5m/s3.5m/s3.4m/s2.6m/s3.5m/s46도47도48도49도50도60도V03.6m/s3.8m/s2.6m/s3.4m/s3.4m/s3.8m/s1-2)값 계산그 결과의 값 (m)30도40도41도42도43도44도45도H0.33m0.22m0.27m0.28m0.27m0.17m0.32m46도47도48도49도50도60도H0.34m0.39m0.19m0.31m0.35m0.53m1-3)값 계산그 결과의 값 (m)30도40도41도42도43도44도45도R1.14m1.02m1.23m1.24m1.18m0.69m1.25m46도47도48도49도50도60도R1.32m1.47m0.68m1.17m1.16m1.39m2)실험값 계산2-1, 2, 3)값(max), R값(max),중력가속도 g값, 오차중력가속도 g는 y-t 그래프의 기울기a의 2배이다(왜냐하면 y-t 그래프를 2번 미분했을 떄 나오는 값이 g = 2a 이기 때문)30도=1.15m=0.1536m40도=1.34m=0.2636m41도=1.25m=0.2725m42도=1.32m=0.2825m43도=1.31m=0.2915m44도=1.37m오차==0.310m오차=45도=1.30m오차=0.293m오차=46도=1.34m오차==0.323m오차=47도=1.34m오차==0.331m오차=48도=1.33m오차=0.341m오차=49도=1.33m오차==0.358m오차=50도=1.33m오차==0.366m오차=60도=1.16m오차==0.452m오차=2-4) error discussion1)공기저항-비보존력인 공기저항력이 발생하여 오차가 발생한다.2)실험기구의 마찰력3)발사 장치를 당기는 사람의 힘이나 속력에 따라서 용수철의 탄성이 차이가 날 수 있다.4)공의 회전으로 인해 오차가 생길수도 있다.0. References[0] David Halliday et al., Fundamentals of Physics Extended 5th ed[1] General Physics Laboratory I0. Introduction-purpose--자유낙하하는 물체의 시간에 따른 높이와 속도의 함수를 구한다.-중력가속도를 구하여 실험값과 이론값을 비교해본다.-background theory- [2]공기의 저항을 무시했을 때, 자유낙하하는 물체는 등가속도운동을 한다.연직상방을축의 +방향으로 잡을 때, 질량이인 자유낙하하는 물체에는의 알짜힘이 가해진다.(1)또 식 (1)을 적분하고, 적분상수를 초기 위치로 잡으면,에 대한 위치의 함수를 다음과 같이 얻을 수 있다.(2)1. Materials&Methods-materials-Free fall equipment, plastic ball(2), Clamp, I-CA system-precedure- Free fall equipment1) 과 같이 실험장치를 세팅한다.2) I-CA System에 연결하고, 카메라를 작동시킨다.3) PhysicsView 프로그램을 실행하고 'Camera Align' 메뉴를 실행한다.4) 카메라를 스크린에 맞게 정렬시킨다.5) Standard bar를 세워놓는다.6) 공을 Free fall equipment에 설치하고, 'Screen Capture' 메뉴를 실행한 후, 파일의 이름을 설정하고 캡쳐를 시작한다.7) 버튼을 눌러 공이 떨어지게 한다. 공이 지면에 닿을 때까지 캡쳐를 진행한다.

자연과학| 2010.05.24| 18페이지| 4,000원| 조회(347)

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일반물리학실험_Resonance Tube

Resonance Tube0. Introduction-purpose--관속에서의 음파의 에너지가 가장 큰 공명주파수를 측정한다.-정상파의 공명모드(resonance mode)를 측정하여 관의 길이와의 관계를 알아본다.-소리의 속도를 v=fλ 관계식을 이용해서 구해본다.-background theory- [1],[2]*정상파정상파란 파장, 주기 및 진폭이 같은 두 파동이 반대 방향에서 진행하여 계속 겹쳐지게 될때 그 합성파는 몇 개의 부분으로 나누어져 제각기 진동하면서 파동의 모양은 어느 쪽으로도 진행하지 않게 되는데 이처럼 매질의 각 부분만이 일정한 진폭을 가지고 주기적으로 진동하면서 파동이 서 있는 것처럼 보이는 것을 정상파라고 한다.* Pressure function정상파의 마디에서는 소리가 크게, 배에서는 소리가 작게 난다. 그 이유는 사람이 소리의 변위를 듣는 것이 아니라 압력 변화로 인한 고막의 진동으로 소리를 감지하기 때문이다. 소리는 종파임으로 우리가 횡파처럼 그리는 것은 변위진폭을 말하는 것이다. 압력은 변위가 가장 모여 있는 곳( 변위함수의 노드 )에서 가장 세게 되고 따라서 소리의 크기는 그곳에서 가장 크게 들리게 된다.: displacement function: pressure function* 공기 중에서 소리의 속도관의 한쪽 끝에서 생성된 pulse가 다른 끝에 도달하는 시간을 측정함으로서 소리의 속도를 잴 수가 있다. 파의 진행시간은 오실로스코프 상에 나타나는 스피커의 파동과 마이크로폰의 파동을 동시에 비교해서 알아볼 수 있다.또 다른 방법은 관 한쪽 끝에서 생성된 pulse가 다른 끝에서 도달했다가 되돌아오는 시간을 측정함으로서 소리의 속도를 재는 것이다. 이도 이동거리와 시간을 직접적으로 측정해서 소리의 속도를 알아내는 것이다.실험 실 안의 온도를 대략 20 도라고 하면, 음속은 대략 343.7 (m/s)이다.* pipe나 tube에서의 sound waves( open pipe : 개관 )( stopped pipe : 폐관 )pipe나 튜브에서의 음파는 위와 같은 식을 만족하는 것만 살아남아서 정상파를 형성하게 된다.1. Materials&Methods - [2]-materials- Oscilloscope, Microphone, Speaker, Function generator, Resonance Tube-methods-(가) Resonant Frequencies of a Tube (개관, 폐관)1) Resonance Tube, oscilloscope, function generator를 설치한다.2) function generator로 출력되는 파형의 진폭을 0.2~0.5정도로 낮추고 오실로스코프에 나타나는 파형이 가장 최고조에 이르렀을 때를 찾아낸다.3) 주파수를 증가시켜 5개 정도의 다른 공명 주파수를 찾는다.(나) Standing Waves in a Tube (개관, 폐관)1) 실험1과 같다.2) 마이크를 이용해서 관안에 생겨난 파형을 관찰한다.3) 관의 끝부분을 주의 깊게 관찰한다.(다) Tube Length and Resonant Modes (폐관)1) 마이크를 이용해 정상파의 배와 배 사이의 거리를 측정한 다음 이론값과 비교한다.(라) The Speed of Sound in a Tube1) 저주파수의 톱니파를 만들고 스피커가 딸각거리는 소리가 들리게 조절한다.2) 스피커에서 나오는 파동과 마이크에 도달하는 파형 모두를 오실로스코프 화면에서 관찰3) 마이크까지 소리가 전달되는 시간과 반사되는 파를 이용하는 방법 두 가지를 모두 이용 하여 실험적으로 소리의 속도를 알아본다.2. Results & Discussion3-1)Resonant Frequencies of a Tube3-1-1)개관(open)L=0.9m소리의속도(v)=340m/s에 의해 이론값을 구한다.expfrequency(Hz실제값)frequency(Hz이론값)오차(%)n15255677.41327077566.42438949455.*************.*************.7273-1-2)폐관(close)L=0.9m에 의해 이론값을 구한다.expfrequency(Hz실제값)frequency(Hz이론값)오차(%)n14564723.39526426612.87738158504.1294100310393.4611511931133-5.29123-2)Standing Waves in a Tube3-3)Tube Length and Resonant Modes이므로 (v=340m/s)파장은 distance의 2배이다.exptube length(m)distance실험값(m)파장실험값(m)10.80.190.3820.70.160.3230.60.180.3640.50.150.3050.40.150.30frequency(Hz)파장이론값(m)오차(%)9400.365.5511330.306.669710.352.8512140.287.1410630.326.253-4)The Speed of Sound in a Tubev실험값(speaker to microphone)v이론값오차(%)333.33(m/s)340(m/s)1.96v실험값(reflect)v이론값오차(%)333.33(m/s)340(m/s)1.963-5)Discussionexp1의 오차원인으로 생각되는 것은 먼저, 폐관의 경우 한쪽 끝이 완전히 막혀야 했으나 미세하게 완전히 막혀있지 않았다. 그렇기 때문에 그 틈새로 음파가 새어나가게 되고, 완전한 폐관의 성질을 띠지 않게 된다. 그리고 관 내의 온도를 실온인 25℃로 간주했는데, 실제 실험 당시의 온도를 측정하지 못했기 때문에 이것도 오차의 원인일 수 있다.

자연과학| 2010.05.24| 4페이지| 4,000원| 조회(133)

물리학실험, 일반물리학, Resonance Tube, 변위함수, 변위진폭

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