아주대학교 물리학실험1 실험 8. 물리진자 결과보고서(A+)

목차

1. 측정
2. 데이터 분석
3. 결과 및 토의
4. 참고문헌

본문내용

실험 1 : 실험 1에서는 가로 a, 세로 b인 막대모양의 물리진자를 이용하여 단진동 시켜 를 변화시키면서 각속도 를 측정하여 를 이용하여 주기를 구하고, 주기와 간의 관계를 그래프로 나타내는 실험을 진행하였다. 막대를 중앙에서 각각 2cm, 4cm, 6cm, 8cm, 10cm, 12cm, 14cm 만큼 떨어진 거리에서 각속도를 측정한 결과, 막대 중앙에서 8cm　 떨어졌을 때 진동주기가 0.814 s 로 가장 작게 측정되었다. 즉, 진동 막대의 최소진동주기 가 0.814 s이고 최소진동주기에서의 길이 = 8 cm로 측정되었다.

실험 2 : 실험 2에서는 막대모양의 물리진자를 이용하여 일 때, 주기를 이용하여 중력가속도를 구하는 실험을 진행하였다. 계산한 중력가속도는 g는 9.63 으로 이론값인 9.81와 1.83%의 작은 오차를 나타냈다. 이로써 실험이 정상적으로 진행되었고, 물리진자를 통해 중력가속도를 구할 수 있음을 깨달았다.

실험 3 : 실험 3은 실험 1과 동일한 환경에서 실험을 진행하나, 막대, 얇은 고리, 두꺼운 고리, 비대칭 구멍, 불규칙한 물체(L, M, S)의 질량, 반지름을 측정 후 질량 중심을 회전축으로 할 때, 관성 모멘트를 구하고, 평행축 정리를 이용하여 축을 달리했을 때의 관성모멘트를 구하여 각각의 주기와 를 이용하여 구한 관성모멘트와 비교하여 보는 과정을 진행하였다. 실험 결과를 통해 얻은 각속도와 주기 공식을 활용해 측정 지점에서 관성모멘트 를 측정할 수 있었는데, 이를 알려진 값과 평행축 원리를 활용해 계산이 가능한 와 얼마나 잘 일치하는지 확인해보았다. 실험 결과에 따르면 막대의 경우는 , 를 비교하면 약 1.13%의 상대오차가 나오고, 얇은 링은 3.42%, 두꺼운 링은 4.24%, 비대칭 구멍은 10.37%가 나옴을 확인할 수 있었다. 대체로 10% 내외의 오차를 보였는데, 이는 사람이 직접 디지털 캘리퍼스를 활용해 원의 지름의 길이를 측정해야 한다는 한계에서 비롯되는 오차로 보인다.

참고 자료

제12판 물리학실험, 아주대학교, 아주대학교 출판부, p.79 ~ 86