단진자의 주기 측정 보고서

목차

1.탐구목표
2.준비물
3.이론적 배경
4.실험 설계
5.탐구 결과
6.결론
7.오차 분석

본문내용

1. 탐구 목표
- 단진자의 진동 주기를 정확하게 측정할 수 있다.
- 단진자의 주기와 진자의 길이, 질량, 진폭과의 관계를 안다.
- 단진자의 주기를 측정하여 중력가속도를 구할 수 있다.

2. 준비물
: 초시계, 스탠드, 추(50g, 100g, 200g), 클램프, 자, 가위, 클립, 각도기, 실, 스카치테이프

3. 이론적 배경
가는 실에 가벼운 추를 달고, 비교적 작은 각도 내에서 진폭을 바꿔가면서 진자가 한 번 왕복하는 데 걸리는 시간을 측정해보자. 진폭이 크면 왕복하는 거리가 더 길기 때문에 진폭이 작을 때보다 시간이 더 오래 걸릴 것 같지만, 진폭에 상관없이 진자의 왕복주기는 같다는 것을 관찰할 수 있다. 진자는 진폭이 비교적 작은 경우 단진동을 하고, 이때 주기는 추의 질량이나 진폭의 크기에 상관없이 중력가속도의 크기와 실의 길이에만 의존하여 의 관계식을 만족한다. 이처럼 주기가 진폭에 상관없이 일정한 것을 단진자의 등시성이라고 하며, 추시계는 이 원리를 이용한 것이다. 중력이 일정할 때 단진자의 주기는 실의 길이에만 의존하므로, 추의 길이를 조정해서 시계의 빠르기를 정할 수 있다.

4. 실험 설계
실험 1) 추의 질량에 따른 단진자의 주기 측정
1. 스탠드에 클램프를 연결하고, 추까지의 실의 길이가 80cm가 되도록 하여 실을 클램프에 연결한다.
2. 각도기를 이용하여 추와 연결된 실의 각도를 로 설정하고, 10회 진동하는 시간을 측정하여 주기를 구한다.
3. 추의 질량을 다르게 하여 50g, 100g, 150g, 200g으로 바꾸어 실험을 수행한다.

실험2) 진폭에 따른 단진자의 주기 측정
1. 스탠드에 클램프를 연결하고, 추까지의 실의 길이가 80cm가 되도록 하여 실을 클램프에 연결한다.
2. 각도기를 이용하여 추와 연결된 실의 각도를 약 로 설정하고, 10회 진동하는 시간을 측정하여 주기를 구한다.
3. 진폭을 로 바꾸어가며 실험을 수행한다.

실험3) 진자의 길이에 따른 단진자의 주기 측정
1. 스탠드에 클램프를 연결하고, 200g짜리 추까지의 실의 길이가 80cm가 되도록 하여 실을 클램프에 연결한다.

참고 자료

없음