일반물리실험1 - 단진동 운동(결과레포트)

소개글

이공계대학교 1학년 교양과목인 `일반물리실험1`의 레포트입니다.

목차

1. 실험목적
2. 실험원리
3. 실험방법
4. 실험결과
5. 결론 및 오차요인에 대한 고찰

본문내용

2. 실험원리
<그림1>과 같이 길이가 인 질량이 무시되는 끈에 크기가 무시되는 질량 의 추가 추의 중심에서 진자 끝까지의 거리가 이 되도록 매달려 주기운동을 하는 것을 단진자라 한다.
여기서, 추에 작용하는 중력의 분력 가 복원력이 되어 추는 단진동을 한다. 최하점에서의 변위를 라 하고, 가 충분히 작으면 근사적으로 다음의 관계가 성립한다.

추 m의 복원력 F는,
- ①
위의 식에서 (-)부호는 힘 가 항상 변위의 방향과 반대 방향으로 작용한다는 것을 의미한다.
만일, 진폭이 작아서 (5° 이하)라 하면 라 할 수 있으므로 식①은
- ②
가 된다. 이 미분방정식의 해는
3. 실험방법
실험장치>>
I-CA, 카메라, 컴퓨터, 추, 실 등
<step1> ‘선형가속운동실험’에서와 같이 I-CA를 설치하고, 카메라 설정(AES 이상), 좌표계 등을 설정한다.
<step2> 그림과 같이 진자를 스탠드에 매달아 놓는다.
<step3> 진폭을 작게 하여() 진자를 움직이는 동시에 화면을 캡쳐한다. 이때 진자의 주기가 5회 이상 되도록 한다. 이때 진동면이 반드시 평면에 있게 해야한다. 결과 분석과 정에서 T-X graph를 선택하여 진자의 운동을 관찰해 본다.
<step4> 추의 질량을 달리하여 <step2>~<step3>과정을 반복하여 주기를 구한다.
<step5> 실의 길이를 달리하여 <step2>~<step3>과정을 반복하여 주기를 구한다.
<step6> 진폭을 크게 해서 <step2>~<step3>과정을 반복하여 주기를 구한다.
<step7> 주기와 길이를 사용하여 중력가속도()를 구한다. 길이는 물체의 질량중심에 대해 보정한 값을 사용한다.

참고 자료

두산동아 - 하이탑 물리2
Wiley - Fundamentals of Physics