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거푸집(gang form, 갱폼)

R E P O R T(건축시공학 - Gang form)목 차1. 거푸집이란?2. 시스템화 대형 거푸집1) 갱 폼(gang form)2) 클라이밍 폼(climbing form)3) 오토 클라이밍 폼(auto climbing form system)3. 거푸집 사진1. 거푸집이란?- 콘크리트를 치어 부은 이후부터 콘크리트가 강도를 발현하여 경화할 때까지 굳지 않은 콘크리트를 지지하는가설 구조물을 말한다. 거푸집은 콘크리트를 일정한 형상과 치수로 유지시켜주며 경화에 필요한 수분의 누출을방지하고 외기의 영향을 차단하여 콘크리트가 적절하게 양생되도록 돕는 역할을 한다.요약하면, 기둥이나 벽, 바닥을 만들 때 콘크리트를 부어 그 형태를 유지하도록 하는 틀을 말한다.1) 거푸집의 중요성- 품질측면 : 구조체의 규격, 형상 강도 및 수직·수평도는 거푸집의 시공정밀도에 크게 의존하므로, 콘크리트를 구조체 재료로 사용하는 시설물에서 거푸집의 품질은 시설물 전체의 품질에 크게 영향을 미친다.· 콘크리트가 응결하기까지의 형상, 치수의 확보· 콘크리트 수화반응의 진행 보조· 콘크리트 구조체의 구조정밀도 확보· 철근의 피복두께 확보· 콘크리트의 표면 마감· 굳지 않은 콘크리트의 수분 누출 방지 및 외기 영향 최소화- 안전측면 : 콘크리트 공사 중 발생하는 안전사고는 콘크리트 타설 중 거푸집 및 거푸집 동바리 시공불량으로인한 붕괴사고가 대부분이다. 거푸집공사는 가설비계, 가설발판 등을 주로 사용함으로써 안전사고의발생 가능성이 매우 높고 거푸집 자체가 중량물이므로 안전에 취약하다. 거푸집은 콘크리트의 자중,측압 등 고정하중뿐만 아니라 작업자의 이동, 각종 기자재등의 적재에도 안전하도록 구조적으로검토한 후 설치되어야 한다.- 콘크리트를 구조체로 사용하는 건설 대상물에서 거푸집의 품질은 건물 전체의 품질과 직결한다.- 거푸집 공사 기간은 전체 공사 기간의 약 25% 정도의 비중을 차지하며, 반복적인 공사이므로, 공기단축을 도모하는데 핵심적인 위치를 차지한다.- 거푸집 공사비는 일반적으로 구조체 공사비의 30~40%, 전체 공사비의 10% 정도를 차지한다.2) 거푸집 시공상 주의사항(1) 형상치수가 정확하고, 처짐, 배부름, 뒤틀림등의 변형이 생기지 않게 한다.(2) 소요자재가 절약되고 반복 사용이 되도록 한다.(3) 외력에 충분히 안전하게 한다.(4) 쪽매는 수밀하게 되어 시멘트풀이 새지 않게 한다. *쪽매: 얇은 나무쪽이나 널조각 따위를 붙여댐3) 거푸집 구성재료(1) 거푸집 판 : 콘크리트와 직접 접촉하여 콘크리트 측압 등의 하중을 거푸집의 각 부재로 분산시키는 역할을한다. 목재널, 합판, 합성수지판, 금속데크, 하프PC, 섬유재 등 여러 가지가 있으며, 콘크리트의표면을 특수한 형상으로 하기 위해 거푸집 판에 부착하여 사용하는 문양판 등이 있다.(2) 장선 : 거푸집판을 지지하고 콘크리트의 측압력을 거푸집판에서 전달받아 보강재, 동바리, 긴결재에전달시킨다. 재료로는 목재, 강재, 알루미재 등이 있다.(3) 보강재(멍에) : 벽 또는 기둥 거푸집에서 거푸집 패널(거푸집판과 장선 등)을 지지하고 콘크리트 측압을전달받아 변형이 되지 않도록 유지시켜 주는 수직 또는 수평부재이다. 바닥 거푸집에서는거푸집 패널 중량, 콘크리트 중량, 작업하중, 충격하중등을 동바리에 전달하는 매우 중요한구성부재로 목재나 강재(파이프, C형강)가 사용된다.(4) 거푸집 동바리- 철재 동바리 : 바닥 거푸집에서 거푸집의 자중과 콘크리트 중량, 작업하중을 지지하여 바닥구조물이 안전하고 정확하게 시공되도록 하는 부재이다.- 시스템화 동바리 : 거푸집 동바리를 부품화· 조립화· 경량화· 고강도화하여 시공이 간편하고 무거운 하중에도 견디도록 제작한 것이다.(5) 긴결재- 긵장재 : 콘크리트를 부어 넣을 때 거푸집이 벌어지거나 변형되지 않게 연결· 고정하는 것으로 콘크리트의측압을 최종적으로 지지하는 역할을 한다. 폼타이는 거푸집에 사용한 후 제거가 불가능한 매입형과제거가 가능한 관통형이 있다.- 칼럼밴드 : 기둥 거푸집의 고정 및 측압 저항용으로 쓰이며, 주로 합판거푸집에 사용된다.(6) 기타 부속재- 격리재 : 벽체 거푸집 설치시 거푸집 상호간에 일정한 간격(벽두께, 기둥의 나비 등)을 유지하기 위한것으로 철제 strip, tube, 모르타르 제 등이 쓰인다.- 박리제 : 콘크리트를 버어 넣은 후 거푸집 판을 떼어내기 쉽게 하기 위해 미리 거푸집 판에 바르는 것이다.콘크리트의 품질 및 표면 마감 재료에 나쁜 영향을 주지 않는 것으로써 보통 합성유를 사용하며,왁스도 쓰인다.· 거푸집의 재질을 손상시키지 않아야 한다.· 콘크리트에 착색되지 않아야 한다.· 콘크리트의 성질을 변화시키지 않아야 한다.· 거푸집 해체 시에 완전히 박리되어야 한다.- 간격재 : 간격재는 철근과 거푸집의 간격을 유지하기 위해 사용되며, 합성수지· 철근· 모르타르 등이 사용된다.2. 시스템화 대형 거푸집- 시스템화 거푸집은 거푸집 공사를 홥리화(노무절감, 품지 및 생산성 향상)하기 위해 공사의 성격에 따라특정목적에 맞게 제작, 사용하는 거푸집을 말한다. 대형 거푸집공법은 판재와 각목 등을 이용하여 대형으로조립한 재래식 거푸집이다. 벽의 외측, 엘리베이터실의 외측, 계단벽의 외측 등에 사용한다.· 조립, 해체가 용이하여 성력화(인력절감)할 수 있다.· 품질(시공 정밀도)이 향산된다.· Unit화로 인해 가설 재료를 절약할 수 있다.· 대형 양중장비가 필요하다.1) 갱 폼 (gang form)대형 패널에 작업발판과 버팀대를 부착· 일체화시켜 한 번에 설치하고 해체하는 거푸집을 말하며 대형 패널거푸집(panel form)이라 한다. 건물의 고층화 및 양중기계의 발달로사용이 늘어나고 있으며, 재래식 공법에비해 경제적이고 안전성이 높다. 주로 벽체에 사용한다.(1) 전용횟수 : 경제적인 전용횟수는 30~40회 정도이다.(2) 특징· 조립, 분해 과정 없이 설치하고 해체하므로 인력절감· 콘크리트 이음부위(joint) 감소로 마감 단순화 및 비용절감· 제작 장소 및 해체 후 보관 장소 필요· 대형 양중장비가 필요함· 거푸집을 미리 조립하는 기간이 필요함· 초기 투자비가 비교적 많이 듬(3) 시공시 유의사항· 양중장비를 고려한 판넬 제작· 낙하 및 추락 방지를 위한 안전시설 점검· 바람에 의한 안전성 검토· 양중, 이동시 변형되지 않도록 강성 확보2) 클라이밍 폼 (climbing form)벽체용 거푸집으로 갱폼에 거푸집 설치를 위한 비계틀과 기 타설된 콘크리트의 마감작업용 비계를 일체로제작한 거푸집을 말하며, 한꺼번에 인양시켜 거푸집을 설치한다. 수직적으로 반복되거나 높ㅇ가 높은 건축물또는 구조물에 적용되며 거푸집을 인양하기 위한 레일 등을 설치하여 (반)자동화한 클라이밍폼(auto climbingsystem)도 있다.(1) 전용횟수 : 거푸집을 제와한 클라이밍 시스템의 전용횟수는 80~100회 정도이다.(2) 특징· 콘크리트면의 품질이 양호하다.· 장비를 이용하여 설치, 해체하므로 인력이 절감되고 시공속도가 빠르다.· 고소 작업시 안전성이 높다.· 거푸집 해체시 콘크리트에 미치는 충격이 적다.· 초기 투자비가 크다.· 비계설치가 불필요하다.(3) 시공시 유의사항· 박리제도포계획을 철저히 이행· 낙하 및 추락 방지를 위한 안전시설 점검· 바람에 의한 안전성 검토· 양중, 이동시 변형되지 않도록 충분한 강성 확보3) 오토 클라이밍 폼 (auto climbing form system)클라이밍 폼에 거푸집을 인양하기 위한 레일 등을 설치하여 자동화한 시스템이다. 재래식 거푸집 공법이부가적인 인양장비를 필요로 하는데 비하여 자체 인양 장비에 의해 외벽에 설치된 레일을 따라 자동으로 인양되게 한 시스템이다. 건축물의 초고층화에 따른 거푸집 작업의 효율성 및 안전성이 우수하며 공기단축을위해서도 자주 채용된다.(1) 장점· 자체 유압장치에 의한 인양으로 타워크레인 의존도가 적음· 대형 폼 사용으로 인한 품질향상(수직도 관리 용이)· 층당 3~6일 사이클(cycle) 공정이 가능하여 공기를 단축할 수 있음· 자동화로 골조작업 인원 감소· 작업발판이 거푸집과 일체화되어 있어 고층작업 시 작업자의 안전성 확보(2) 단점· 다른 공법에 비하여 단가(單價)가 높아 전용회수가 많은 고층 또는 초고층에서 채용 할 만함· 시스템 운영을 위한 전문인력 필요· 타이 홀(tie hole) 충진 필요4) 플라잉 폼 (flying form)바닥전용의 대형거푸집으로 거푸집판· 장선· 멍에· 거푸집동바리를 일체화하여, 수평및 수직으로 이동할 수있다. 테이블 폼(table form)이라고도 한다. 테이블 폼은 바닥 거푸집과 거푸집 동바리를 일체화(unit화)하여테이블 모양으로 만들어 슬래브 콘크리트를 타설한 후, 동일한 층의 다른 구역으로 수평 이동 시켜 반복적으로사용하는 거푸집이다.(1) 전용횟수 : 30~ 40회 이상(2) 특징· 조립분해가 생략되므로 설치시간이 단축된다.· 거푸집의 중량이 크다.(50kg 내외/m²)· 갱 폼(gang form)과 조합하여 사용한다.(3) 시공시 유의사항· 조립· 조정· 고정· 해체가 편리하도록 제작한다.· 거푸집 중량 및 양중장비의 용량을 파악한다.· 시공 계획시 이동방식을 선정한다.

공학/기술| 2011.03.25| 12페이지| 1,500원| 조회(1,195)

공법, 거푸집, 건축시공학, 갱폼, gang form

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물리실험(일과 에너지)

물리 실험 프레젠테이션 -5조-실험 2-1 (일과 에너지)목 차1. 실험 목적 2. 배경 이론 3. 실험과정 및 결과 4. 고찰1. 실험 목적물체가 한 일과 물체의 운동에너지 사이의 관계.2. 배경 이론일은 물체에 작용한 알짜힘과 물체가 이동한 거리의 영향을 받는다. W( J ) = Fㆍs 일의 단위 : J(줄) = Nㆍm 1J = 1N의 힘으로 물체를 1m이동시켰을 때 한 일의 양. (수평운동을 할 때)물체에 한 일의 양은 운동에너지의 변화량이다. W = 1/2mv²₂- 1/2mv²₁ (v₁= 처음 속도, v₂= 나중 속도) 처음 속도가 0일 경우에 한 일의 양 W = 나중속도의 운동에너지1/2mv²₂ (이 실험에서는 나중속도의 운동에너지= 최대운동에너지)3. 실험 과정 및 결과준비물 ① : 인터페이스 ② : Force Sensor ③ : Photogate / Pulley ④ : 추, 추걸이 ⑤ : 트랙 ⑥ : 실실험 준비 1. 프로그램 설정 인터페이스를 컴퓨터에 연결, Data Studio를 실행한다. 인터페이스 관련 프로그램을 위와 같이 설정한다. 데이터 기록은 Force Sensor설정에서 50Hz로 맞춰 놓는다.Data Studio의 메뉴에서 Calculate를 클릭, Definition란에 아래와 같이 기입을 한다.(운동에너지의 식) Variables의 mass란에는 추, 추걸이와 Force Sensor, 수레의 무개를 합한 값을 기입한다. (단위는 kg임을 유의하자.)2. 장비 설정 Force Sensor를 수레와 함께 고정하고 질량을 측정한다. 트랙 위에 수레를 올려놓고 가만히 놓았을 때 한쪽으로 이동하지 않도록 수레의 기울기를 조절한다. Photogate/Pulley System을 설치한다. 긴 실을 준비하여 한쪽 끝을 Force Sensor의 고리에 연결하고 나머지 한쪽에는 추를 연결한다. 실을 Pulley의 홈에 놓는다. 이 때 Force Sensor에 연결된 실이 Pulley를 지날 때 수평이 되도록 한다.실험 방법 수레를 끌어당겨서 실 끝에 매달린 추가 Pulley의 바로 아래에 오도록 한다. DataSutdio 프로그램에서 Start 버튼을 누르고 수레를 놓은 후 실험을 통해 나온 그래프를 분석한다. 유의 사항 실험 전에 Force Sensor의 tare버튼을 눌러 '0'점을 조절한다. (이 때 Force Sensor에는 센서에 아무런 힘도 주어지지 않아야 한다.) 실험 실행 직전에 Pulley System의 램프에 불을 확인한다. 꺼져 있어야 함.분석 및 결과 옆의 그래프(힘-거리)에서는 W = Fㆍs 라는 공식을 통해서 물체에 한 일을 알 수 있다. 즉, 이 그래프에서의 넓이 가 한 일의 양이다. 이 때 Statistics 메뉴 버튼( )을 클릭 하고 Area를 선택하여 해당 범위를 선 택하여 확인할 수 있다. 또한 실험 자료의 표를 통하여 최대속 도와 최대 운동에너지를 알 수 있다. 이 때( )버튼을 클릭하면 위의 표 처럼 최대값, 최소값, 평균값이 표시된 다.실험에서의 결과 힘-거리의 Area를 통해서 알게 된 한 일의 양 : 0.47Nㆍm 표를 통해서 알게 된 최대 운동에너지(실험값) : 0.480J 표를 통해 알게 된 최대 속도 : 1.00m/s 최대속도를 이용한 최대 운동에너지(이론값) : 0.4817J4. 고 찰이번 단원에서는 일과 에너지 사이의 관계를 알아보는 실험을 하였다. 실험을 통하여 일은 물체에 작용한 알짜힘과 물체가 이동한 거리의 영향을 받는다[W( J ) = Fㆍs]는 점과 수평운동을 할 때 물체에 한 일의 양은 운동에너지의 변화량[ W = 1/2mv²₂- 1/2mv²₁ (v₁= 처음 속도, v₂= 나중 속도)]이라는 사실을 알 수 있었다. 이번 실험에서 이용한 속도와 운동에너지의 값이 최대값이라는 점에 어느 정도 의문이 있었으나 그 이유가 수레의 충돌 바로 직전까지 속도가 계속 증가하므로 나중 속도가 최대속도와 같으므로 그로 인하여 구해지는 운동에너지 역시 최대값이라는 사실을 알 수 있었다.실험 결과 어느 정도의 오차가 있음이 확인되었다. 오차원인으로서는 마찰에 의한 에너지의 손실, 추 낙하 시 받는 공기의 저항, 실의 탄성과 추가 낙하 시 흔들린 경우 등이 있다. 비록 이번 실험이 제대로 이루어지지는 않았지만 실험의 목적에 대해서는 이해할 수 있었고 오차가 난 덕분에 조금이나마 더 많은 사실을 알 수 있었다.{nameOfApplication=Show}

자연과학| 2011.03.25| 13페이지| 2,000원| 조회(453)

실험, 물리실험, 인터페이스, 일과 에너지

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물리실험 프리젠테이션

고체, 다이오드 및 전해질용액에서의 저항5조차례1. 옴의 법칙과 다이오드옴의 법칙고체저항의 저항표시2. 고체저항,다이오드,전해질용액 저항측정 실험고체저항 저항 측정다이오드 저항 측정전해질용액 저항 측정총 내 용 고 찰다이오드의 성질1. 옴의 법칙과 다이오드옴( ohm )의 법칙V = I RV : 전압 ◆ 두 점 사이의 전기적 위치에너지 차 1C 의 전하가 이동하여 1J의 일을 할 때의 두 점 사이의 전위값을 1V로 한다. I : 전류 ◆ 전하가 연속적으로 이동하는 현상 1초 동안 1C 의 전하가 통과할 때 1A로 한다. R : 저항 ◆ 전류가 통하기 어려운 정도 1V에서 1A가 흐를 때의 저항을 1Ω으로 한다.R = V/I고체저항 저항표시이번 실험에서 사용한 10Ω과 100Ω 저항은 옆 표를 보았을 때 10Ω은 갈색 검정 검정 으로 시작하고 100Ω은 갈색 검정 갈색 으로 시작한다. 마지막 4번째 띠는 대부분 금색 띠 이다.다이오드의 성질P형 반도체와 N형반도체의 접합정공은 N영역으로 끌려가고 전자는 P영역으로 끌려가 중성이였던 반도체는 극성을 띤다.이 공핍층을 이기고 전류가 흐르기 위해서 일정량 이상의 전압이 필요함. 이것이 문턱전압이다.전류는 역방향으로 흐르지 못한다.2. 고체저항, 다이오드, 전해질용액 저항 측정고체저항 저항 측정2.8%97.2100Ω ±5%오 차측정된 저항 값실제 저항 값저항 띠의 색 : 갈색 검정 검정 금색0.1%10.0110Ω ±5%오 차측정된 저항 값실제 저항 값저항 띠의 색 : 갈색 검정 검정 금색다이오드 저항 측정1.7V 이상에서만 전류가 흐른다. 역방향 전류에서는 1.7V이상에서도 전류가 흐르지 못한다.전해질용액 저항 측정같은 주파수에서 농도가 변하는 경우616Ω700Ω355Ω285Ω농도가 증가 할 수록 저항이 작아지는 경향이 있다.같은 농도에서 주파수가 변하는 경우주파수가 증가 할 수록 저항이 작아지는 경향이 있다.총 내 용 고 찰◆고체저항에서 저항이 일정한 선형 그래프를 보임.◆PN접합 다이오드에서 일정전압(문턱전압) 이상에서 부터 전류가 흐르기 시작한다. 역방향전압에서는 전류가 흐리지 못한다.◆전해질용액에서 농도가 증가할 수록 주파수가 증가할 수록 저항이 작아지는 경향이 있다.◆다이오드와 전해질용액에서의 V vs I 그래프는 비선형 그래프를 그린다. 다이오드와 전해질용액에서 일정전압 이상에서만 전류가 흐르기 시작한다.고주파수에서 중심 이온이 대단히 빠르게 앞뒤로 왔다갔다하므로 이온 환경에 의한 항력 효과가 평균해서 0이 되기 때문에 전도도를 측정하면 주파수가 낮을 때보다 높게 나타난다. 전도도는 저항의 역수 이므로 저항은 작아진다.{nameOfApplication=Show}

자연과학| 2011.03.25| 10페이지| 2,000원| 조회(132)

다이오드, 저항, 물리실험, 고체저항, 액체저항, 전해질 용액의 저항

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물리실험 5조고체저항과 액체저항

물리 실험 프레젠테이션 -5조-고체저항과 액체저항목 차고체저항과 액체저항 1. 실험 목적 2. 실험 준비 및 실험 3. 실험 결과 4. 고찰1. 실험 목적색깔띠로 표시되는 저항값과 실제 저항값이 일치하는지 알아본다. 농도에 따른 액체 저항의 차이에 대해 알아본다. 액체저항, 고체저항, 다이오드 사이의 차이와 유사점을 알고 그 원인을 알아본다.2. 실험 준비 및 설치준비물 ① - Interface ② - 바나나 플러그 패치 코드 ③ - 다이오드 ④ - 저항 ⑤ - 소금물 ⑥ - 악어 집게 ⑦ - 받침대2-(1). 실험준비 - 장비의 설정1. Data Studio에서 목록 중에 Output을 선택한다. 2. Generator을 실행시킨 수 위의 그림과 같이 설정한다.2-(1). 실험준비 - 장비의 설정1. 왼쪽의 창에서 Output Voltage를 scope에 드래그 하면 왼쪽의 그림과 같은 창이 뜬다. 2. Scope창의 x축 부분에 Output Current를 드래그한다. 3. 위의 작업을 마치고 나면 오른쪽 그림과 같이 창이 변한다.2-(2). 실험하기1) 데이터를 측정한다. 2) Scope의 수직축과 수평축의 수치를 변화시켜가며 측정해본다. 3) 좌측 상단의 Smart Tool기능을 이용하여 저항의 값을 알 수 있다. 다음과 같은 경우는 가로축이 전압이고 세로축이 전류이므로 그래프의 기울기가 저항값이다. 4) 위와 같은 방법으로 다이오드와 액체저항의 실험도 한다.3. 실험 결과색띠로 표시된 저항과 실제 저항에서는 약간의 차이가 있다 소금물의 농도가 짙어질수록 저항은 작아진다. 이유는 소금이 물에 녹아 이온이 되어 전류의 흐름을 도와주기 때문이다. 고체저항은 저항이 일정한 선형 곡선형태를 나타냈다. 액체저항과 다이오드는 일정 전압 이상에서 전류가 흐르며 Voltage VS Current 그래프는 비선형 곡선형태를 나타낸다.3-1) 고체저항 결과저항 띠 색 - 갈색 검정 검정 금색 실제 저항 10Ω 오차 = (10.1-10)/10*100 ≒ 1% 저항 띠 색 - 갈색 검정 갈색 금색 실제 저항 100Ω 오차 = (98-100)/100*100 ≒ 2%고체저항의 오차 원인원래 저항이 정확히 10Ω 또는 100Ω 이라 할 수 없다고 생각한다. 다음 그림을 보면서 저항의 정밀도에 대해 알아보자.(갈=1),(흑=0),(등=3),(금) = 10 x 10² =10K Ohm 정밀도(금) = ±5%(황=4),(자=7),(흑=0),(적=2) =470 x 10² =47K Ohm 정밀도(갈)=±1%보기1)보기2)3-2)-(1) 액체저항 결과● 위의 결과로 볼 때, 농도가 같을 때, 주파수가 클수록 저항은 작아지는 것을 볼 수 있었다.3-2)-(2) 액체저항 결과● 위의 결과로 미루어 보아서, 주파수가 같을 때, 농도가 짙어질수록 저항이 작아지는 것을 볼 수 있었다.3-3) 발광 다이오드 결과1.7V (일정전압or문턱전압) 이상에서만 전류가 흐르지만, 역방향 전류일 때는 1.7V이상에서도 전류가 흐르지 않았다.4. 고찰이번 고체저항과 액체저항이라는 실험을 통해서 고체저항의 색저항과 실제 저항 사이의 정확성과 농도에 따른 액체저항의 변화, 액체저항, 고체저항, 다이오드 사이의 유사점 및 차이, 그에 관련한 원인 및 특성에 대해서 알 수 있었다. 또한 이번 실험을 통해서 옴의 법칙이 적용된다는 것을 알 수 있었다.{nameOfApplication=Show}

자연과학| 2011.03.25| 14페이지| 2,000원| 조회(505)

다이오드, 물리실험, 발광 다이오드, 고체저항, 액체저항

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물리실험 5조3번째

물리 실험 프레젠테이션 -5조-1) 물리진자 2) 각운동량의 보존목 차1) 물리진자 1. 실험 목적 2. 실험 준비 설치 3. 실험 및 분석하기 4. 실험 결과 5. 고찰1 -1. 실험 목적좀더 광범위한 주기적 운동에 대해 알 수 있다. 규칙적으로 움직이는 물체의 운동을 묘사하고, 회전운동과 관성모멘트에 대해서 알 수 있다1 -2. 실험 준비 및 설치준비물 ① - Interface ② - 회전센서 ③ - 막대진자 ④ - 줄자1 -2. 실험 준비 - 장비의 설정1. Data Studio에서 Rotary Motion Sensor를 선택한다. 2. 위의 그림과 같은 위치에 같은 색으로 폰 플러그를 연결한다. 3. Rotary Motion Sensor의 아이콘을 클릭하면 다음과 같은 창이 생성된다.1 -2. 실험 준비 - 장비의 설정General 창에서는 Sample Rate에서 20Hz와 Fast를 선택하고 Rotary Motion Sensor창에서는 Divisions/Rotation란을 1440으로 체크한다. Measurement창에서는 각위치(Angular Position)을 선택해야 하는데 기본적으로 되어있다.1 -2. 실험 준비 - 장비의 설치1. 위의 그림과 같이 회전센서를 스탠드에 고정시킨다. 2. 막대에서 중심구멍으로부터 다른 구멍 사이의 거리를 측정해둔다. 3. 나사(오른쪽 그림)를 이용하여 주기를 측정 할 구멍을 고정한다. ※나사는 잃어버리지 않도록 주의할 것!1 -3. 실 험진자막대를 5˚ 각도로 진폭을 주어 진동시키고 데이터 저장을 시작한다. 초기 각 위치를 0˚로 설정하므로 막대를 정지 상태로 놓고 실험을 시작해야 한다. 위와 같은 창에 각도가 실시간으로 표시되니 이것을 참고하여 원하는 각도의 실험을 실행한다. 위와 같은 방법으로 10˚, 60˚, 150˚의 각도로 실험을 한다. 위의 실험을 다 하였으면 다른 구멍을 회전센서에 고정시키고 위의 실험을 반복한다.1 -3. 결과 분석각 위치 그래프에서 Smart tool을 선택, 진자의 진동주기를 구한다.(소수 3째자리까지)1 -4. 실험 결과물리진자처럼 물리진동을 하는 물체 자체는, 단진자처럼 실의 끝 물체에 질량중심이 있는 것이 아니라 회전의 중심 자체가 진동을 하는 물체이기 때문에 물체 자체에 회전 운동에 의한 관성모멘트가 생기게 된다. 이때의 주기운동 그래프를 보면 단순 조화 운동이 아닌 '비사인파'를 나타낸다. 이러한 그래프를 나타내는 이유로는 공기의 저항도 있고 기계 자체의 마찰력의 영향도 있으나 가장 큰 요인은 중력이다. 물리진자는 단순조화운동이 아니기 때문에 반감기를 가지고 있다. 또한 이를 이용하여 감쇠상수(진폭 감소의 비율)를 알 수 있다.1 -5. 고찰'물리진자'란 단진자 운동 이외에 무게중심, 관성 모멘트 등의 물리적 개념을 포함하고 있으며 질량중심을 통과 하지 않는 고정 축에 대해, 진동 하는 진자를 말한다. 이 물리진자의 운동 실험을 통해 우리는 규칙적으로 움직이는 물체의 운동을 묘사하고 회전운동과 관성모멘트에 대해서 알아보고자 하였다. 이를 통해 물체의 진동에는 주기, 반감기 등의 일정한 규칙이 존재한다는 사실을 알 수 있었다. 또한 반감기를 통해 감쇠상수를 구할 수 있었다. 이번 실험은 지금까지의 실험들보다 유난히 어려운 듯 하다. 이렇게 보고서를 작성하는 지금조차 실험에 대해 완벽히 알지 못하고 있다. 이 부분에 대해서는 이후에도 지속적인 학습 및 조사가 필요할 듯 싶다.목 차2) 각운동량의 보존 1. 실험 목적 2. 실험 준비 설치 3. 실험 및 분석하기 4. 실험 결과 5. 고찰2 -1. 실험 목적회전하고 있는 원판에 다른 원판을 합했을 때, 합해진 후의 각속도를 측정하여 각운동량이 보존됨을 확인한다. 원판이 한 개일 때와 두 개일 때의 회전관성모멘트를 비교하여 각운동량이 보존됨을 확인한다.2 -2. 실험 준비 및 설치준비물 ① - Interface ② - 회전센서 ③ - 원형판 2 ④ - 원형고리 2 ⑤ - 버니어캘리퍼스2 -2. 실험 준비 - 장비의 설정1. Data Studio에서 Rotary Motion Sensor를 선택한다. 2. 위의 그림과 같은 위치에 같은 색으로 폰 플러그를 연결한다. 3. Rotary Motion Sensor의 아이콘을 클릭하면 다음과 같은 창이 생성된다.2 -2. 실험 준비 - 장비의 설정General 창에서는 Sample Rate에서 20Hz와 Fast를 선택하고 Rotary Motion Sensor창에서는 Divisions/Rotation란을 1440으로 체크한다. Measurement창에서는 각위치(Angular Position)을 선택해야 하는데 기본적으로 되어있다.2 -2. 실험 준비 - 장비의 설치1. 위의 그림과 같이 회전센서를 스탠드에 고정시킨다. 2. 나사를 빼 낸 후 원판 하나를 부착하고 다시 나사를 죄여 고정한다. ※ 원판들의 질량과 직경을 고리판의 질량과 내경, 외경을 기록한다.2 -3. 실 험(1) 원판 + 원판 ① 첫 번째 원판을 손으로 돌려서 회전시킨 후, 기록을 시작한다. ② 25 data point 정도 기록 되었을 때, 두 번째 원판을 첫 번째 원판 위에 떨어뜨린다. ③ 그리고 25 data point 정도 기록된 후에 기록을 멈춘다. ※ 고정된 원판에 나사가 걸리지 않도록 주의하며 원판을 떨어뜨린다. (2) 원판 + 고리 ① 첫 번째 원판을 손으로 돌려서 회전시킨 후, 기록을 시작한다. ② 25 data point 정도 기록 되었을 때, 고리판을 첫 번째 원판 위에 떨어 뜨린다. ③ 그리고 25 data point 정도 기록된 후에 기록을 멈춘다. ※ 고정된 원판을 너무 세게 돌려 고리판이 날아가지 않도록 주의한다.1 -3. 결과 분석원판(고리판)을 떨어뜨리기 전의 각속도와 각운동량 보존을 이용하여 이론적인 나중 각 속도[나중 각속도(ω)=초기 관성모멘트(I)/나중 관성모멘트(I)*초기 각속도 (ω)]를 계산해본다. 각속도 그래프에서 Smart tool을 선택, 원판(고리판)을 떨어뜨리기 전과 후의 Plot Point의 좌표를 찾아 기록한다. (단, Y좌표가 각속도)1 -4. 실험 결과첫 번째 원판을 고정시키고 손으로 돌리는 것은 두 번째 원판이나 고리판에 토크를 작용하게 하기 위해서이다. 회전하는 원판위에 회전하지 않는 원판이 떨어질 때, 회전이 없던 원판에 작용한 토크와 회전하고 있는 원판에 작용하는 마이너스 방향의 토크의 크기가 같기 때문에 그 계의 전체 토크는 '0'이 된다. 만약 각운동량의 변화가 없다면 각운동량이 보존된 것이고, 외력이 작용하지 않았거나 외력이 작용했다 하더라도 그 모멘트값이 0 이라면 각운동량은 보존이 된다.1 -5. 고찰회전하는 원판에 다른 원판이나 고리판을 올려놓아도 총 각운동량은 보존된다는 사실을 [나중 각속도(ω)=초기 관성모멘트(I)/나중 관성모멘트(I)*초기 각속도 (ω)] 위의 식으로써 다시 한번 알 수 있었고, 외부 토크(물체를 회전시키려는 성질)가(이) 없다면 각운동량은 보존, 변하지 않는다는 사실을 알 수 있었다. 첫 번째 원판만 회전했을 때는 각속도가 a 였지만, 두 원판이 합쳐진 후에 각속도가 약 a/2가 되는 것을 보고 나서 평소에 우리가 알던 속도와 비슷하다는 것을 느꼈다. 우리가 평소에 알던 속도는 각속도와 같고, 질량은 관성모멘트와 같다.{nameOfApplication=Show}

자연과학| 2011.03.25| 21페이지| 2,000원| 조회(112)

물리실험, 물리진자, 각 운동량의 보존

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