보다 진자 결과 보고서

소개글

일반물리학 실험중, 보다 진자 결과보고서입니다.
A+자료입니다.

정말 정성을 쏟은 자료입니다.

목차

◎ 실험 목적
◎ 실험 배경 및 이론
◎ 실 험 방 법
◎ 실험결과 및 고찰
1. 결과(실험데이터)
2. 분 석
3. 오차 발생원인
4. 실험시 오류 발생과 수정사항
5. 고 찰
◎ 참고자료

본문내용

◎ 실험 목적
- 보다 진자의 진동 주기를 기술할 수 있다.
- 보다 진자의 주기와 길이를 측정하여 그 지점의 중력가속도 g를 구한다.

․ 실험 후 목적
중력장 내에서 물체는 지구의 중심방향으로 중력을 받게 된다. 따라서 추를 끈에 매달아 늘어뜨린 상태에서 기울이게 되면 이는 중력의 영향으로 원래의 정지 상태로 돌아가려고 한다. 하지만 추는 관성의 법칙에 따라 계속 진동하게 되고, 이 진동 운동의 주기T와 끈의 길이를 이용해 중력가속도 g를 구할 수 있다.

◎ 실험 배경 및 이론

무게를 무시할 수 있는 길이 L인 끈의 한쪽 끝을 고정시키고, 다른 쪽 끝에 질량 m인 추가 매달린 단진자의 복원력 F는 다음과 같다.
F=-mgsinθ
θ는 수직선과 단진자가 이루는 각도이고, 이 각도가 매우 작을 경우(θ=5 〫이하) 다음과 같이 생각할 수 있다.
sinθ≃θ

운동방정식은 이고, 미분방정식의 해는 x = Acosωt 이고, 여기서 로서 ω = 2πf = 2π (1/T)이므로 주기 이다.

※ 보다 진자에 적용
․ 보다 진자는 구형의 추를 가느다란 철사로 삼각형의 날에 매단 것이다.
․ 오른쪽 그림과 같이 질량 M 인 강체가 임의의 회전축 0를 중심으로 연직면 내에서 진동하는 것이다.
․ 이 운동 방정식은 이다.
(단, 여기서 I는 회전축 O에 대한 물리 진자의 관성 모멘트이다. 관성모멘트는 물체의 회전 운동에 저항하는 고유의 관성을 뜻한다)
․ 이때 구의 반경이 r이고 철사 길이 l인 보다 진자에서는 L = l + r이므로 I는
I = M(l + r)2 + M×2/5 r2 이다.
․ θ가 5°이내로 매우 작다면 sinθ = θ이므로 운동방정식은
가 된다.
그때의 주기는 가 된다. (L=l+r이다)
․ 위의 I와 L을 대입하여, 중력가속도 g에 관하여 정리하면 가 나오고 이로서 중력가속도를 구할 수 있다.

참고 자료

․ 공주대학교 이희복 교수 홈페이지
(http://heebok.kongju.ac.kr/)
․ 핵심대학물리학 -박덕규 저-
․ 대학생을 위한 기초물리학 - 교양물리교재편찬위원회-
․ 대학물리학 - 이우출판-
․ 일반물리학 실험 -형설출판사-