[일반물리학실험]동영상 장비를 이용한 물리진자

소개글

"[일반물리학실험]동영상 장비를 이용한 물리진자"에 대한 내용입니다.

목차

1. 실험 목적

2. 실험 이론 및 원리
1) 실험 요약
2) 단진자
3) 물리진자

3. 실험 기구 및 장치
1) 실험 재료

4. 실험 방법
1) 실험 과정

5. 주의 사항

6. 실험 결과
1) 실험 데이터
2) 결론

7. 토의 사항
1) 실험 고찰

본문내용

4. 실험 방법

가. 실험 과정
1) 스크린을 설치한 다음 그 앞에 스텐드를 세우고 I-CA시스템을 설치한다. 카메라는 구면수차를 감안하여 2～3m뒤에 설치하고 줌을 조절하여 실험하기 좋은 화면을 맞춘다. 스텐드는 수직이 되도록 조정하고 그 면에 카메라를 수직이 되도록 맞춘다. 색상인식 형광구를 스텐드에 걸고 그 선에 맞추어 카메라를 정렬하면 편리하다.
2) 카메라 세팅이 끝나면, 기준자를 운동면에 놓고 화면을 캡쳐 스케일 및 좌표계를 설정한다.
3) 진자의 길이를 80㎝ 정도로 고정하여 운동시키고 화면을 캡처한다. 진폭은 작게 하고 촬영시간은 진자가 4～5회 정도 왕복하면 충분하다.
4) 저장된 파일을 분석하여 주기를 구한다. 분석은 그래프 그리기를 이용하여 T-X에 관한그래프를 그리고, 이때 그래프 형식은 피사체1, 회귀형식은 없음으로 한다. 분석결과의 X 좌표값을 이용하여 주기를 계산한다. 주기는 최대값에서 다음 최대값까지의 시간으로 계산함ㄴ 되지만, 여러 주기가 반복되는 시간을 주기 수로 나누어 계산해주는 것이 보다 엄밀한 방법이다.
5) 거리 구하기 기능을 이용하여 진자의 길이를 구한다. 길이는 촬영된 동영상의 각각 다른 시점을 선정하여 구해 평균한다. 진자의 높이가 최대가 되는 지점으로 이동 각도 구하기를 이용하여 진자가 Y축을 이루는 각도를 구한다.
6) 진폭의 각도를 4～30℃사이에서 대략적으로 늘려가면서 동일한 실험을 5회 반복한다.
7) 선택실험 : 진자의 길이를 바꾸어 반복 측정한다.
8) 실험 데이터로부터 단진자 운동을 단순 조화운동으로 근사할 수 있는 영역과 식 12의 보정식을 쓸 수 있는 용욕, 비선형효과를 고려하지 않을 수 없는 영역 등으로 구분하여 본다.

5. 주의 사항
가. 진폭이 적어야 sin theta SIMEQ theta의 근사식을 쓸 수 있으나 진폭이 너무 적으면, 진자를 매단 부분에서의 실의 복원력의 영향이 지배적이고, 운동반경이 너무 작아 색상인식에서의 오차로 인한 측정오차가 커진다.

참고 자료

일반물리학 실험, 금오공과대학교 일반물리학실험실, 북스힐, PP. 163~170