일반물리학실험보고서 단진자운동 실험 결과 보고서

목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론 및 원리
3. 실험 기구 및 장치
4. 실험 방법
5. 실험 측정 데이터 및 결과
6. 토의 및 결론

본문내용

1. 실험 목적
진동하는 진자의 운동을 관찰하여 선형의 단순조화운동으로 근사할 수 있는 조건과 비선형 효과를 고려해야 할 경우를 알아보고 주기를 측정하여 이론 식과 비교한다.

2. 실험 이론 및 원리
단진자란 가볍고 늘어나지 않는 줄에 매달려 있는 점 질량으로 되어 이상화 시킨 물체를 말한다. 그림 1과 중력 하에서 질량 m인 물체가 길이 인 줄에 매달려 단진동운동을 하고 있다. 수직선과 각 을 이루고 있을 때, 중력에 의한 힘은 지름 방향 성분 와 접선 방향 성분 의 두 성분으로 나눌 수 있다. 지름방향의 성분 은 입자가 원주 상을 계속 운동하도록 유지시키는 구심 가속도와 같은 선상에 있으므로 물체의 속력을 변화시키지 못한다. 접선 방향 성분 가 질점을 평형 위치로 되돌려 보내려는 복원력이 되는 것이다. 따라서 운동방정식은 가 되고, 각 가 작다면(진폭이 작은 경우) 로 놓을 수 있다.
이 경우 운동방정식은 로 주어지며, 이는 용수철 진동의 k가 로 바뀌었을 뿐 똑같은 선형의 단순조화운동을 나타내고 있다.

3. 실험 기구 및 장치
1. 물리진자용 무명실
2. 전자거울
3. 각도기와 자
4. 스탠드 및 클램프와 막대
5. 질량걸이와 질량
6. 줄자
7. 타임워치
8. 칼

4. 실험 방법
1) 그림 2와 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 를 구한다.
4) 2)~3)의 과정을 5회 반복한다. 매 실험에서 주기를 계산하다. 전체 5회 측정한 평균주기를 계산한다.
5) 진자의 길이를 바꾸어서 2)~4)의 과정을 반복한다. 예를 들어 길이를 50cm, 60cm, 70cm, 80cm 등으로 바꾸어보라.

참고 자료

없음