일반물리실험-결과레포트-단조화 운동(단진동)

목차

1. 실험목적
2. 실험방법
3. 측정값
4~5. 실험결과 및 분석
6. 결론
7. 참고자료

본문내용

4~5. 실험결과 및 분석
[실험1]에서 먼저 용수철 상수를 측정하였다.
Hooke의 법칙에서 이므로,

F-x 그래프에서의 기울기는 용수철 상수의 두배인 2k이다(용수철 2개를 병렬연결한 것과 같이 장치하고 측정).
최소제곱법을 이용하여 기울기를 구해보면

<중략>

따라서 실험1의 각 시행에서의 이론적인 주기와 실제주기를 비교하면
시행1에서 1.82s_1.83s로 오차 0.55%, 시행2에서 1.82s_1.84s로 오차 1.10%,
시행3에서 2.216s_2.218s로 오차 0.09%, 시행4에서 2.216s_2.194s로 오차 0.99%가 발생하였다.

[실험2]에서는 경사면에서의 단조화 운동을 알아보았다.

109.5cm
18.7cm

왼쪽 그림과 같이 트랙의 가로 길이가 109.5cm 이고, 높이가 18.7cm 이었으므로, 경사각 이다.
[실험2]의 데이터에서 왼쪽부터 차례대로 시행1~4라고 하자. 그리고 시행1~4는 진폭을 같게 설정하였다.
먼저, 1) 직렬연결했을 경우(질량에 따른 주기의 변화)에는(그러나 직렬연결한 경우 너무 탄성력이 약하여 마찰을 이기고 물체가 운동하지 못했으므로, 용수철 1개만 연결하는 것으로 대체하였다. 실험의 목적이 k와 m에 따른 주기의 변화를 알아보는 것이기 때문에, 문제되지 않는다고 판단하였다), 시행1,2를 비교하면 되는데 용수철상수k는 같고 질량M만 다르다. 주기5회의 평균의 비가 이다.
---> 주기가 에 비례한다는 것을 고려하면, 실제 질량M의 비가 이므로 오차가 약1.15%발생하였으나 대체로 일치한다.
2) 병렬연결했을 경우(질량에 따른 주기의 변화)에는, 시행3~4를 비교해보았다. 역시 용수철 상수는 2k로 같고, 질량만 다르다. 마찬가지로 주기가 에 비례한다는 것을 고려하면, 실험으로 나온 주기의 비는 이고 이론적인 주기의 비는 1)과 마찬가지로 이므로 오차가 0.822% 발생하였다.

참고 자료

principles of physics, haliday/resnick/jearl walker, ninth edition, 범한서적, 464-469page
http://164.125.150.22/xe/page1_6_1
http://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%AF%B8%EB%B6%84_%EB%B0%A9%EC%A0%95%EC%8B%9D