일반물리학실험 레포트 (단진자)

목차

1. 실험목적
2. 이론 및 원리
3. 실험기구 및 장치
4. 실험 방법
5. 실험값 및 계산
6. 결론 및 분석

본문내용

1. 실험목적

진동하는 진자의 운동을 관찰하여 선형의 단순조화운동으로 근사할 수 있는 조건과 비선형 효과를 고려해야 할 경우를 알아보고 주기를 측정하여 이론식과 비교한다.

2. 이론 및 원리

단진자란 가볍고 늘어나지 않는 줄에 매달려 있는 점 질량으로 되어 있는 이상화 시킨 물체를 말한다. 그림과 같이 중력 하에서 질량 m인 물체가 길이 l인 줄에 매달려 단진동 운동을 하고 있다. 수직선과 각 Θ을 이루고 있을 때, 중력에 의한 힘은 지름 방향 성분 mgcosΘ 와 접선 방향 성분 mgsinΘ 의 두 성분으로 나눌 수 있다. 지름방향의 성분 mgcosΘ 은 입자가 원주 상을 계속 운동하도록 유지시키는 구심 가속도와 같은 선상에 있으므로 물체의 속력을 변화시키지 못한다. 접선 방향 성분 mgsinΘ 가 질점을 평형 위치로 되돌려 보내려는 복원력이 되는 것이다.

< 중 략 >

3. 실험기구 및 장치

① 물리진자용 무명실 : 진자를 연결시키기 위한 역할
② 스텐드 및 클램프와 막대 : 연결된 진자가 떨어지지 않도록 고정시켜주는 역할
③ 질량걸이와 질량

4. 실험 방법

1) 그림과 같이 공 형태의 질량을 매단다.
2) 진자의 길이(L)를 80cm 정도로 고정하여 운동시킨다. 진폭을 작게 하고 진자가 30회 주기운동을 하는데 소요된 시간을 측정 기록한다.
3) 질량, 진자의 길이, 진폭을 기록한다. 길이와 진폭으로부터 각 Θ0를 구한다.
4) 2)~3)의 과정을 5회 반복한다. 매 실험에서 주기를 계산한다. 전체 5회 측정한 평균주기를 계산한다.
5) 진자의 길이를 바꾸어서 2)~4)의 과정을 반복한다. 예를 들어 길이를 50cm, 60cm, 70cm, 80cm 등으로 바꾸어보라.
6) 질량을 바꾸어서 위의 2)~5)의 과정을 반복한다.
7) 줄과 스탠드의 사이각을 바꿔가면서 (5, 10, 20, 30, 40도) 2)~4)의 과정을 반복한다.

참고 자료

없음