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공학물리 파동,관의공명 실험 결과보고서

1-8 관의 공명과 음속측정5. 실험 결과 및 해석실험 A. 진동수를 1000Hz로 하였을 때Ⅰ. Resonance of a Tube공명 현상이 일어나는 구간주파수= 1000Hz위치(cm)6.224415975구간 길이(cm)17.8171816이 실험은 플라스틱으로 막아주면서 왔다 갔다 하므로 개관실험보다는 폐관실험에 가깝다. 따라서 공명이 일어나는 순간, 공명관의 소리가 최대가 되며 microphone에 의해 탐지된 공명관 끝부분의 파동은 진폭이 최대가 된다. 이 지점은 정상파의 마디 지점이다. 정상파에서 마디와 마디 사이의 길이는이므로 평균 구간길이가 17.2cm 이므로 소리의 파장= 34.4cm이다. 따라서이므로 소리의 속도를 간접적으로 구해보면,= 344m/s이다.microphone에 의해 oscilloscope 화면에 나오는 파형은 사인파로 관의 닫힌 끝부분에서는 진폭이 최대가 된다. microphone의 위치에 따라 진폭의 크기가 커졌다 작아졌다 하는데, 마디부분에서 진폭이 최대가 되었다.실험 B. 진동수를 800Hz로 하였을 때Ⅰ. Resonance of a Tube공명 현상이 일어나는 구간주파수= 800Hz위치(cm)9.4325274구간 길이(cm)22.62022위의 실험과 같이 공명이 일어나는 순간에는 공명관에서 나는 소리는 최대가 되며, microphone에 의해 탐지된 관의 끝부분의 파동은 진폭이 최대인 지점이 된다. 이 지점은 정상파의 마디 지점이다. 정상파에서 마디와 마디 사이의 길이는이므로 평균 구간길이가 21.5cm 이므로 소리의 파장= 43cm이다. 따라서이므로 소리의 속도를 간접적으로 구해보면,= 344m/s이다.6. 토의※ 소리의 정상파에서 마디 부분에서 oscilloscope 스크린 상의 파형의 진폭이 최대가 되는 이유?⇒ 소리의 파형은 종파로 소?밀의 형태로 된다. 이를 횡파의 형식으로 바꾸면 마디 부분이 밀한 부분이므로 진폭이 최대인 지점이 된다. 마찬가지로 배 부분은 소한 부분이므로 진폭이 최소가 된다.※ 우리가 실험을 한 개관에서는 공명을 이루는 주파수가 1배진동의 정수배를 가지지만, 폐관에서는 1배진동의 홀수 배로 가질 것이다.※ 오차의 원인들..우선 실험실에서의 온도를 재지 않아 이론적인 값을 모르는 상태이기 때문에 오차가 얼마나 발생했는지는 알 수 없다. 하지만 보통의 소리의 속력이 340m/s를 오르락내리락 하므로 오차가 그리 크게 발생하진 않은 것으로 볼 수 있다. 그리고 또 1000Hz에서의 실험 결과 값과 800Hz 에서의 결과 값이 같게 나온 것으로 보아 잘된 실험결과라고 할 수 있을 듯 하다.우선 가장 큰 오차의 원인이라고 한다면 한 실험실에서 여러조가 한꺼번에 실험을 한 점을 들 수 있다. 이것이 오차의 원인이 되게 된 것에는 우선적으로 데이터 스튜디오로 볼 수 있는 소리의 진동에 의한 파동 그래프가 지지직거리면서 정확한 파형을 나타내지 못한 것을 첫 번째 원인이라고 할 수 있다(이는 마이크가 좋지 않아서 발생한 것으로 아래서 다시 말하겠다.). 위와 같은 이유로 소리의 크기로 마디부분을 찾아야 했다. 따라서 한 실험실에서 같은 실험을 하는 다른 조의 음파 발생원의 소리가 겹쳐 들려서 어느 곳에서 가장 큰 소리가 났는지 분간하기가 여간 힘든 것이 아니었다.또한 다른 이유를 들자면 우리 눈의 부정확성을 들 수 있다. 첫 번째와 두 번째 실험 모두 첫 번째 데이터는 소수점 첫째자리까지 나타내었지만 두 번째 값부터는 1의 자리까지밖에 적을 수 없었다. 소리가 정확히 어느 부분에서 가장 커지는지를 분간하기가 힘들었고 조정하는 가운데 심리적으로 정수 값을 가지는 곳을 데이터로 찾게 되었다.세 번째로는 마이크 장치의 문제를 들 수 있다. 음파 발생원인 마이크가 이상해서 관의 공명을 잘 일으키지 못하자 우리 조는 이미 실험이 끝난 다른 조의 마이크를 빌려서 실험을 할 수 밖에 없었다. 마이크에 이상이 있으면 데이터스튜디오에서 발생한 파를 파형으로 나타내는 데에 어려움이 있게 된다. 파가 부정확하기 때문에 실험일정에 나왔던 그 정갈한 곡선은 나오기가 힘든 것이다. 그래서 데이터 스튜디오에 나오는 파형은 부정확하게 지그재그로 나와서 일정한 sine 형 그래프를 얻을 수 없었다. 그나마 나중에 사용한 마이크는 파의 진동 폭의 크기정도는 어느 정도 비교가 되서 마디를 찾는데 적은 범위 내에서 찾을 수 있게 해 주었다.

공학/기술| 2013.05.28| 4페이지| 1,000원| 조회(219)

공명, 파동, 결과보고서, 일반물리, 관의공명, 관, 결과레포트, 공학물리

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공학일반물리 실험 토오크의 평형 결과레포트 결과보고서

공학 물리1-6 토오크의 평형결과 보고서17분반최영재교수님이섬균조교님2011146091진강태* 실험 결과(1) 용수철상수 측정힘 f(g중)늘어난 길이(cm)k(g중/cm)200.*************1002.5401403.638.91804.639.1x축 늘어난길이 , y축 힘f, 추세선으로 본 기울기 32용수철상수(평균) k=39.6(g중/cm)(2) 두 토크의 평형d1: 14.1 cm d2: 6.3 cmM2(g)F2(g중)t210098038808각 도(deg)F1(g중)t1=F1d1sinq(g중cm)(t1-t2)/{1/2(t1+t2)}30110.88-1544.696545-2.*************.3728.0724225-1.*************.42-212.4244538-2.022015426047.52-204.2328701-2.0211619637039.6432.109601-1.9559522538035.64-499.4529019-2.052150545(3) 세 토크의 평형(시계방향 + , 반시계방향 -) 추걸이 무게 16.5g 포함F1(g중)d1(cm)t1F2(g중)d2(cm)t2F3(g중)d3(cm)t3총토크66.51.9126.35-36.57.5-273.7536.53.2116.8-30.6165.51.45239.975-36.51.18-43.07-36.53.4-124.172.80566.52.6172.9186.500-76.52.8-214.2-41.3-66.53.2-212.8-66.51.2-79.8216.51.6346.453.8* 결과분석*용수철 상수의 측정 - 탄성력 F=kx (x:늘어난길이)이므로 F대 x의 그래프를 그려서 기울기를 통해 k의 값을 구했다. 단 F의 단위는 g중 k의 단위는 g중/cm* 두 토크의 평형한부분이 고정되어 있는 막대가 수평을 이루려면 좌우에서 받는 토크의 값이 똑같아야한다.왼쪽에서 받는 토크는 각이 90 도를 이루므로 중력값으로 일정하고 오른쪽에서 받는 토크는 t=F1d1sinq 일때 d1가 일정하므로 q 가 커질수록 F1의 값은 작아져야 하므로 즉 q가 커질수록 평형 상태를 유지하기 위해 필요한 힘은 작아진다고 할 수있다.그러나 실제 실험에서는 오차가 존재하여 좌우 토크 값이 같게 나오지 않았다. 이론상으로는 (t1-t2)/{1/2(t1+t2)}=0 이 나와야 하므로 값이 0에 가까울수록 오차가 작다고 볼 수있다. 이 실험은 상당히 오차가 크게 나타났다.* 세 토크의 평형회전 가능한 물체가 세 방향에서 힘을 받았을 때 평형을 이루려면 각 회전 방향을 고려한 토크의 합이 0이 되어야 한다. 이 실험에서는 토크 지시계를 통해 각을 토크 지시계가 나타내는 중심에서의 거리와 추의 질량을 통한 중력의 곱으로 토크를 구했다. 이 실험에서도 어느 정도 오차가 존재해서 방향을 고려한 토크 값의 총합이 0이 되지 않았고 0에 상당히 근접한 값을 보이지 않았다.* 토의각을 변환시킬때 각도계나 고정장치의 이동이 생길수있다.토크 지시계가 가르키는 값을 읽을때 눈금의 단위가 2mm이므로 그보다 작은 값의 측정의 정확도가 떨어진다.도르래와 실의 마찰이 실험 값에 영향을 끼칠수 있다.* 결 론이번 실험은 물체가 역학적 평형을 유지할 시 물체가 받는 힘과 토크의 총합이 0이 되는지 확인하기 위한 실험이였다. 실험시에 각을 측정하지 않고 원의 중심으로부터 토크 지시계가 가르키는 눈금까지의 거리와 힘의 곱으로 토크를 측정하는 것이 왜 그럴까 궁금했다. 토크 바퀴의 중심, 실제 힘의 작용점, 토크지시계의 선과 토크바퀴에 그려진 원이 만나는 점을 생각해 볼 때 지시계가 가르키는 눈금과 힘의 곱이 결국 같은 것이므로 그렇다는 것을 이해했다. (t=Fdsinx, 중심에서 힘작용점은 d, 각x는 토크바퀴의 원이 만나는점과 힘의작용점과 토크바퀴 중심과의 각, dsinx의 값은 토크바퀴의 중심에서 토크바퀴의 원이 만나는 점) 위의 토의하기에서 같은 오차의 원인으로 실험에서 결과 값이 이론과 일치하지 않았다. 그런 오차를 줄이기 위해서는 직판 실험대에 평형막대의 중심 고정과 원형 각도계를 충분히 고정시켜 실험 도중 움직이는 일이 없도록, 각도기와 자를 이용해서 실험대와 평형막대의 평형기준을 미리 잡아 선을 긋거나 표시해 두고 실험했어야 할 것이다. 각과 추무게를 변화시키며 어느정도 경향성을 확인하였다.

공학/기술| 2013.05.28| 5페이지| 1,000원| 조회(547)

결과보고서, 일반물리, 토크, 결과레포트, 토오크의평형, 공학물리, 토크의평형

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7차 물리 실험 결과보고서1

물리 실험 결과보고서1. 실험제목 : 줄의 진동2. 실험결과- 가는 줄의 선밀도장력 T : 추 100g 3개 + 추 걸이 50g => 3.43N실 길이(m)진동수 (Hz)n = 1n = 2n = 3n = 4n = 51.8627.557.885.5114149.8선밀도3.278E-042.968E-043.052E-043.052E-042.761E-04평균 선밀도 : 3.022E-04 (kg/m)오차율 : 0.064 %실 길이(m)진동수 (Hz)n = 1n = 2n = 3n = 4n = 51.2942.382.1123.5164.1205선밀도2.880E-043.058E-043.041E-043.062E-043.065E-04평균 선밀도 : 3.021E-04 (kg/m)오차율 : 0.036 %- 굵은 줄의 선밀도장력 T : 추 100g 3개 + 추 걸이 50g => 3.43N실 길이(m)진동수 (Hz)n = 1n = 2n = 3n = 4n = 51.865.41114.9220.225.4선밀도8.500E-038.194E-031.002E-029.719E-039.605E-03평균 선밀도 : 9.208E-03 (kg/m)오차율 : 3.020 % (선밀도 값을 500g 일 때= 9.49E-03 (kg/m)와 비교)3. 고찰 및 토의1) 매뉴얼 문제에 답하기- 질량 1kg을 매달고 줄자로 줄의 길이(L)를 측정하고 기록한다. 줄의 길이 L은 어디서부터 어디까지 재야할까?: 파장이 진동하는 부위를 재는 것이므로 구동플러그부터 도르래까지의 길이를 L로 해야 한다. 진동하는 줄의 양 끝점을 기준삼아야 한다.- 가는 줄과 굵은 줄은 어떤 차이가 있는가? 시각적으로 관찰이 용이한 굵은 줄에 대하여 선밀도에 대한 실험값과 이론값은 일치하는가? 각각의 줄에 대하여 토론해보자.: 가는 줄은 진폭이 크게 보이지 않아 실험이 잘 이루어지지 않았다. 하지만 굵은 줄에서는 진폭도 크게 나오고 정상파 관찰에서 배와 마디가 가는 줄보다 훨씬 뚜렷하게 나타났다. 실험값과 이론값은 굵은 줄과 얇은 줄 모두 거의 일치하였다.2) 오차의 이유- 1헤르츠 단위로 증가시켰는데 더 작은 단위로 증가시켰어야 정확한 공명진동수를 찾을 수 있었을 것이다.- 어디까지나 육안으로 관찰하는 실험이므로 정확하지 않을 수 있다.- 기계에서의 진동이 책상에 전달되거나 기계자체에 전달되어 진동수가 일정하지 않을 수 있다.- 줄이 진동하면서 추를 들었다 놨다 하는데, 그때의 힘 F가 일정치 않을 수 있다.

자연과학| 2011.11.06| 2페이지| 1,000원| 조회(93)

줄의진동, 조화운동과 강제진동, 가는줄, 선밀도, 굵은줄

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5차 물리 실험 결과보고서1

물리 실험 결과보고서1. 실험제목 : 진자의 운동2. 실험결과- 물리진자1) 막대진자막대진자질량 다른 막대 진자▶표로 정리 (막대 길이 0.5m)고정점거리(m)측정값(s)T평균(s)이론값(s)오차(%)T1T2T3O10.2341.1501.1501.1501.1501.1410.8079O20.1471.0501.0501.1001.0671.0781.1004O30.0871.1501.1501.1001.1331.1471.1804▶질량이 다른 막대고정점거리(m)측정값(s)T평균(s)이론값(s)오차(%)T1T2T3O10.2341.1501.1001.1501.1331.1410.652O20.1471.0501.1001.0501.0671.0781.1004O30.0871.1501.2001.1501.1671.1471.7183▶고정점과의 거리 x와 T의 관계 그래프2) 원반진자▶표로 정리 (반지름 0.1m)고정점거리(m)측정값(s)T평균(s)이론값(s)오차(%)T1T2T3O10.090.7500.8000.7500.7670.7660.121O20.0720.7500.7500.7500.7500.7550.6444O30.050.8000.8000.7500.7830.7770.7677▶고정점과의 거리 x와 T의 관계 그래프- 비틀림진자1) 비틀림 상수 측정▶표로 정리1회2회3회평균비틀림 상수(Nm/rad)0.16790.22410.13930.17712) 원반질량에 의한 비틀림 진동▶표로 정리1회2회3회T 평균T 이론값오차(%)주기0.9100.9050.8850.9000.175134.973. 고찰 및 토의1) 매뉴얼 문제에 답하기- 위의 두 막대진자에서 같은 고정점 거리에 있는 진자의 주기를 비교하여 보자. 진자의 주기는 질량에 관계있는가? 일반적으로 진자의 운동은 단순조화 운동이 아님을 보여라.: 관계가 없다.에서 질량과 관련된 부분을 찾아볼 수 없기 때문에, 질량과 주기는 무관하다. 질량차이를 두어 실험했을 때 단순조화운동 처럼 보일 수도 있지만, 실제 실험에서는 여러 가지 이유에 의한 마찰이 생기기 때문에 단순조화운동이 될 수 없다.- 막대진자나 원반진자의 중심(질량중심)을 센서에 고정하고 물체에 진폭을 가하면 어떻게 되는가? 주기는 어떠한가?:에서 x값이 0이 되면 분모가 0이 되어 전체 값이 무한이 된다. 실제 원반진자 실험에서도 질량중심을 센서에 고정하면 주기 없이 한쪽방향으로만 계속 회전하는 것을 볼 수 있었다. 진자운동이 아니라 회전운동을 하다가 멈추게 된다.- 막대진자와 마찬가지로 고정점의 위치 x의 변화에 따른 진자의 주기곡선을 그려보라. 얼핏 보면 고정점의 위치가 바깥쪽으로 이동할수록 진자의 길이가 길어져 주기가 느려질 것 같지만 결과는 어떠한가?: 곡선은 위에 그려놓았다. 곡선을 보면 아래로 볼록한 그래프인 것을 알 수 있다. 즉, 위치가 바깥쪽으로 이동할수록 진자의 길이가 길어져 주기가 느려질 것 같지만 진자주기가 최소가 되는 고정점의 위치가 존재한다.2) 오차의 이유- 실험 기구간의 마찰력이 있을 수 있다. 여기서 에너지 손실이 일어나 이론상으론 영원히 움직여야할 진자가 결국엔 정지하게 된다.- 비틀림 진자에서 철사를 고정하는 클램프가 자꾸 빠지는 바람에 제대로 된 실험을 하기 힘들었다.

자연과학| 2011.11.06| 4페이지| 1,000원| 조회(213)

물리실험, 물리진자, 진자의운동, 관성모멘트와 각운동, 원반진자

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공학물리학 실험 - 자기력측정(전류전칭)

물리 실험 결과보고서실험 제목2-3. 자기력 측정 (전류천칭)실험 일시2006. 9. 26 (화) 9,10교시실험자 명이학계열 0630226 박종원실험 목적균일한 외부 자기장 내에서 도선에 전류가 흐를 때 전류도선이 받는 힘(자기력)을 측정하여 자기력, 전류, 도선의 길이, 자기장의 세기의 관계를 살펴보고 전동기와 발전기의 원리를 이해한다.준비물베이스 및 지지막대, 전류천칭 세트 (도선 지지대, 도선기판 6종 자석 2종, 요크), 전원장치 (DC 30V-10A), 멀티테스터 (전류계; 옵션), 전자저울(0.01g ~300g 측정), 리드선 3개가. 실험 결과1. 전류(I) 를 변화시킬 때 ( L = 1.8cm)번호전류(A)질량(g)힘(dyne)10.50.0878.421.00.14137.231.50.22215.642.00.30294.052.50.37362.663.00.44431.273.50.52509.684.00.60588.094.50.68666.4105.00.75735.0⇒ 전류는 힘과 비례한다.2. 도선의 길이(L)를 변화시킬 때 ( I = 1.0A )번호도선의 길이 L(cm)질량(g)힘(dyne)11.80.14137.223.80.30294.032.80.22215.640.80.0768.655.60.42411.667.60.56548.8⇒ 도선의 길이는 힘과 비례한다.3. 자기장(B)을 변화시킬 때 ( I = 1.0A, L = 7.6cm)자석수(개)질량(g)힘(dyne)60.56548.850.48470.440.40392.030.30294.020.19186.210.12117.6⇒ 자기장의 세기는 힘과 비례한다.4. 각도() 를 변화시킬 때 ( I = 1.0A, L = 3.8cm)각도sin질량(g)힘(dyne)0°0.000.000.015°0.260.0878.430°0.500.15147.045°0.710.21205.860°0.870.26254.875°0.970.29284.290°1.000.30294.0-15°-0.26-0.07-68.6-30°-0.50-0.14-137.2-45°-0.71-0.20-196.0-60°-0.87-0.25-245.0-75°-0.97-0.28-274.4-90°-1.00-0.30-294.0⇒ sin는 힘과 비례한다.나. 토의하기1. 매뉴얼 문제에 답하기▶ 도선기판에 전류가 균일하게 흐른다고 가정하면 힘이 작용하는 도선의 길이에 해당하는 부분은 어디인가 설명해보고 도선은 길이는 얼마로 잡아야 하는가?- 전류가 흐르는 부분을 중심이라고 생각하고(예를 들어 만유인력을 구할 때 질량 중심에 질량이 있다고 생각한 것처럼) 두 양 쪽 도선의 중심부터 중심까지의 길이를 측정하였다.▶ 전류의 흐름과 자기장의 방향(붉은색;N극 - 흰색;S극)을 고려해 볼때 전자저울에 나타나는 힘의 방향을 나타내는 부호는 오른나사 법칙과 정확히 일치 하는가? 만약, 그렇지 않은 것처럼 보인다면 그 이유는 무엇 때문일까?- (오른나사의 법칙은 이번 실험과 무관하므로 오른나사가 아니라 오른손 법칙이라고 생각하고 답을 썼습니다.)오른손의 법칙은 발전기에서처럼 힘과 자기장이 존재할 때 전류가 흐르는 것이고 이 실험은 전동기처럼 전류와 자기장이 존재할 때 힘을 측정하는 것이다. 따라서 방향이 반대가 되는 것이다.▶ 플레밍의 왼손 법칙과 오른손 법칙은 각각 어떤 경우에 사용되는지 구별하여 보고 전동기와 발전기의 원리를 설명해 보라.- 플레밍의 왼손 법칙의 경우 전류와 자기장이 존재할 때 작용하는 힘을 구하는 것이다. 즉 전기에너지를 운동에너지로 바꾸어주는 전동기의 경우에 사용한다. 반면 플레밍의 오른손 법칙은 힘과 자기장이 존재할 때 유도 전류의 방향을 구하는 것이므로 운동 에너지를 전기 에너지로 바꾸어 주는 발전기에 해당한다.2. 오차의 원인① 수평을 맞출 때 완전한 수평을 이루지 못하였다. 회로의 경우도 약간 기울어져있었기 때문에 힘이 모두다 아랫방향으로 작용하지 않았을 수 있다.② 전류를 가할 때 정확히 1.0A가 아닐 수도 있다.③ 도선의 길이를 잘못 측정하거나 각도를 잘못 측정하였을 수도 있다.④ 자석을 6개를 사용하였는데 자석들을 장시간 붙여놓고 사용하다보면 자석의 세기가 달라졌을 수도 있다. 그렇게 되면 B의 값에 오차가 생겨 F값도 오차가 생긴다.⑤ 자석의 수를 바꿀 때 자석의 위치를 바꾸었는데 그 때문에 오차가 생길 수 있다.⑥ 자기장이 모든 도선을 지나가면 좋겠지만 자석의 크기도 한계가 있었다. 개수를 바꾸는 실험을 할 때에는 더욱 심하였다. 자석의 수나 위치에 따라 자기장이 변하게 되므로 오차의 원인이 된다.

공학/기술| 2011.10.14| 5페이지| 1,000원| 조회(299)

자기력 측정, 일반물리학실험, 공학물리학실험, 전류전칭

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