역학실험_카오스_결과 레포트

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1.실험 장비
A.감쇠구동진자 실험장치
B.광 게이트
C.전원 공급 장치

실험 장치의 전체적인 모습은 [fig.3]과 같다.

[fig.3] 실험장치 설치 모습


2.실험 방법
A. 퍼텐셜우물 매핑
I.전원공급장치를 꺼두고, 저항력을 줄이기 위해 자석 나사를 디스크에서 멀리 이동시킨다.
ii.디스크가 안정되면, 디스크가 완전히 진동할 수 있을 만큼 점질량을 한쪽으로 이동시킨다.
iii.데이터 수집을 시작하고, 디스크를 회전시켰다가 둔다.
iv.퍼텐셜에너지 vs. 각도 그래프를 작성하고, 두개의 평형점 으로부터 발생하는 퍼텐셜 우물을 확인한다.
v.두 개의 우물의 깊이를 비교해본다.

B.공명진동수
I.자석이 디스크에서 3mm정도까지 오도록 나사를 조여준다.
ii.전원공급장치를 꺼둔 상태에서 점질량이 진자의 양쪽에 있는 평형위치로 이동시킨다.
iii.데이터 수집을 시작하고, 디스크를 회전시킨후 놓아주어 진동을 시킨다.
iv.각도 vs. 시간 그래프를 작성하고, 진동이 sinusoidal형태인지 확인하고, damped되었는지 확인한다.
v.각속도 vs. 각도로 이루어진 위상도표를 작성하고, 위상도표의 모양을 확인한다.
C.논-카오틱 진동
*초기 조건: 나머지 실험에서는 점질량이 디스크가 가장 높은 곳까지 올라갔을 때, 잡고 있다가 구동력을 주는 드라이버가 가장 낮은 지점까지 갔을 때 놓는다.
i.드라이버 암을 3.3cm의 진폭으로 설정해주고, 드라이버 암이 1회전 마다 광게이트 빔을 차단하는지 확인한다.
ii.자석 나사를 4mm로 조정한다. 전원 공급 장치를 켜고, 전압을 4.5V로 조정한다.

참고 자료

Marion, [Classical Dynamics of particles and system, 5th],Cengage Learning, p.163~165
Marion, [Classical Dynamics of particles and system, 5th],Cengage Learning, p.174~178
Georg A. Gottwald, On the Implementation of the 0–1 Test for Chaos, 2009
Marion, [Classical Dynamics of particles and system, 5th],Cengage Learning, p.163~173
Ann.Hanks,[Instruction Manual for the PASCO scientific Model Chaos EX-9907], PASCO, p.3-6