단순 조화 진동자의 주기 측정, 비탈면 위에서의 진동, 용수철의 직렬 및 병렬 연결 예비보고서

소개글

단순 조화 진동자의 주기 측정, 비탈면 위에서의 진동, 용수철의 직렬 및 병렬 연결 예비보고서입니다.
실험 3개를 같이 했기 떄문에 보고서도 같이 묶여있습니다.
실험 메뉴얼을 요약하였으며 이론은 서적을 참고하여 추가했습니다.
이론은 직접 찾아서 추가하였기 때문에 참고문헌은 정확합니다.
아래의 본문내용에는 수식입력이 안되서 빈칸으로 돼있지만 실제보고서에는 수식이 모두 적혀있습니다.

목차

실험 8-1. 단순 조화 진동자의 주기 측정
1. 이론
단순조화운동
단순조화운동의 속도
단순조화운동에 대한 힘의 법칙
2. 실험방법
1)용수철상수 측정
2)주기 측정

실험 8-2. 비탈면 위에서의 진동
1. 이론
2. 실험방법
이론적인 주기 측정
실험적인 주기 측정

실험 8-3. 용수철의 직렬 및 병렬연결
1. 이론
2. 실험방법

본문내용

1. 이론
★단순조화운동
일정한 시간 간격으로 되풀이되는 운동을 주기운동 또는 조화운동이라고 한다. 왕복운동의 경우 입자의 변위 는 시간의 함수로 다음과 같이 표기할 수 있다.
(1)
여기서 는 상수이다. 이렇게 시간의 조화함수인 사안함수로 움직이는 운동을 단순조화운동이라고 부른다. 은 진폭, 는 위상, 는 위상상수 또는 위상각이라고 부른다. 는 각진동수이다. 식 으로부터 각진동수는 다음과 같다.
(2)★


실험 8-3. 용수철의 직렬 및 병렬연결

1. 이론
용수철에 달린 추의 이론적인 진동 주기는

로 주어지며, 여기서 T는 진동주기, m은 진동하는 용수철에 달린 질량, 그리고 k는 용수철 상수이다.
진동주기가 측정되면 용수철 상수는 다음 식으로 결정된다.


2. 실험방법
용수철상수 측정
(1) 저울을 사용하여 수레의 질량을 재고, 그 값을 [표1]에 기록한다.
(2) 수레를 올려놓고 트랙의 수평을 조절한다. 트랙의 한쪽 끝에 도르래를 고정한다.
(3) 수레의 양쪽 끝에 용수철을 연결한다. 용수철의 다른 쪽 끝을 트랙의 끝에 고정한다.
(4) 실을 수레의 끝에 매고, 다른 끝을 추걸이에 묶는다.
(5) [표1]에 평형 위치를 기록한다.
(6) 추걸이에 추를 놓아 무게를 더하여 새로운 평형 위치를 기록한다. 이런 과정을 무게가 다른 5개의 추에 대해서 반복한다.
주기 측정
(1) 수레를 평형위치에서 일정한 거리만큼 잡아당긴 후, 수레를 놓아 진동하는 수레가 5번 왕복운동 하는 시간을 [표2]에 기록한다.
(2) (1)의 과정을 5번 이상 반복하고, 잡아당기는 거리를 일정하게 한다.
(3) 수레에 500g의 추를 싣고, 위의 실험을 반복하여 [표2] 기록한다.

참고 자료

Halliday, Resnick, and Walker, Fundamentals of Physics.(번역판)8판/범한서적주식회사
High Top 물리1/김종권, 김성진/(주)두산동아