[일반물리학실험]줄의 진동(줄의 파형)

소개글

실험 과정은 다음과 같다.
1. 주파수 변화에 따른 줄의 진동
2. 길이 변화에 따른 줄의 진동

목차

1. 실험 목적

2. 실험 이론 및 원리
가. 실험 배경

3. 실험 기구 및 시약
가. 실험 재료

4. 실험 방법
가. 실험 과정
나. 가이드 영상 실험 요약

5. 실험 결과
가. 측정값
나. 계산과정 및 오차계산

6. 토의 사항
가. 실험 고찰
나. 결론

본문내용

1. 실험 목적
가. 도르래와 질량 추를 이용하여 줄에 장력을 만들어주고 모터의 전압을 조절하여 진동수를 변화시켜주며 정상파를 관찰한다.

2. 실험 이론 및 원리
가. 실험 배경
양쪽 끝이 고정된 줄(String)을 진동시키면 줄을 따라 진동수와 진폭이 같은 두 파동이 양 끝에서 반사되어 서로 반대 방향으로 진행하게 된다. 이러한 파동은 일반적인 간섭법칙에 따라 결합하는데 어떤 조건(공명) 하에서는 정상진동의 형태인 정상파(Standing Wave)가 생긴다. 즉, 기본주파수 또는 그 정수배로 줄을 진동시키면 줄 내에서 정상파가 형성되고 이때 높은 주파수를 배음(harmonics)이라 부른다.

그림 1과 같이 질량 선밀도 m인 줄에 장력 T가 작용하고 있을 때 속도 v로 진행하는 정상(stationary) 펄스가 있다고 가정하면, 펄스의 미소부분에 대해 수평성분의 힘은 0이 되고 수직성분의 힘은 복원력 F로 나타날 것이다.

< 중 략 >

3. 실험 기구 및 시약
가. 실험 재료
1) 클램프 달린 도르래, 클램프, 고리달린 추(10g × 2EA, 20g × 1EA, 50g × 1EA, 100g × 1EA)
2) 줄, 전원장치

4. 실험 방법
가. 실험 과정
1) 장비를 [그림3]과 같이 설치한다. 테이블의 양 끝에 테이블 클램프를 설치하고 왼쪽에는 지지대, 오른쪽에는 도르래를 설치한다.
2) 줄을 지지대에 걸고 구동플러그의 홈에 끼운다.
3) 줄이 수평이 되도록 왼쪽 고정점과 도르래의 위치를 잘 조절한다. 자를 사용하 여 줄의 왼쪽, 오른쪽 높이가 같은가를 확인한다.
4) 함수발생기의 출력 파형은 사인 파형으로 설정하고, 전원을 켠다.
5) 질량 100g을 매달고 줄자로 줄의 길이(L)를 측정하고 기록한다.

참고 자료

일반물리학 실험, 국민대학교 출판부