일반물리실험 줄의 파형 발생 A+ 레포트
- 최초 등록일
- 2023.05.22
- 최종 저작일
- 2022.06
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소개글
일반물리실험 줄의 파형 발생 실험 레포트입니다.
해당 레포트 점수 48/50, 최종학점 A+ 받았습니다.
실험 데이터 정리, 간단한 이론, 줄의 길이와 장력에 따른 공명주파수 변화의 이론값 계산, 실제 값과의 오차율 비교, 질문과 그에 대한 대답, 오차 분석, 이론을 확인할 다른 실험 등의 내용이 담겨 있습니다.
목차
1. 실험 목적
2. 데이터 정리
1)줄의 길이(l)에 따른 공명주파수 변화
2) 장력(T)에 따른 공명주파수 변화
3. 결과 분석
1) 이론
2) 이론값 계산
3) 오차율
4. 질문
1) 실험결과로부터 줄의 선형밀도, 장력 그리고 길이에 대해 공명주파수는 어떤 관계를 갖는가?
2) 공명이란 무엇인가? 공명 주파수가 아닌 주파수로 진동하는 진동자에 대해서는 눈에 띄는 진동이 관측되지 않는 이유는 무엇인가?
3) 장력을 측정하여 기타를 튜닝하는 기계를 만들어 각 음에 대한 장력의 값을 얻었다. 기타줄의 길이를 두 배로 하고 선밀도를 반으로 줄여서 악기를 만들 때, 같은 음을 내기 위해서 튜닝하는 기계에 측정되는 장력은 이전과 비교했을 때 어떠한 값을 가지는가?
4) 줄의 공명과 관의 공명에 대해 차이점을 분석하여라. 또한 양쪽이 열린 개관과 한쪽이 닫힌 폐관에서의 차이점은 무엇인가?
5. 토의
1) 실험 검토
2) 오차 분석 및 개선방안
3) 이론을 확인할 다른 실험 제안
4) 응용 가능성
6. 참고문헌
본문내용
1. 실험 목적
진동하는 줄(횡파)내에서 정상파를 관찰해 공명주파수에 대한 줄의 선형 밀도, 길이, 장력, 파장 간의 관계를 알아본다.
3. 결과 분석
3.1. 이론
물체의 외부로부터 자신의 고유 진동수인 자연 잔동수로 진동하는 파동이 올 때 그로부터 에너지를 흡수함으로써 진동을 증폭시켜 더 큰 진폭으로 진동하게 되는데, 이처럼 진폭이 극적으로 증가하며 진동하는 것을 공명이라 한다.
질량 선형밀도가 μ인 줄에 장력 T가 작용할 때, 속도 v로 진행하는 정상파가 있을 경우 파동의 미소부분에 대하여 수직성분의 힘은 복원력(F), 수평성분의 힘은 0이 된다.
4.2. 공명이란 무엇인가? 공명 주파수가 아닌 주파수로 진동하는 진동자에 대해서는 눈에 띄는 진동이 관측되지 않는 이유는 무엇인가?
물체의 외부로부터 자신의 고유 진동수인 자연 잔동수로 진동하는 파동이 올 때 그로부터 에너지를 흡수함으로써 진동을 증폭시켜 더 큰 진폭으로 진동하게 되는데, 이처럼 진폭이 극적으로 증가하며 진동하는 것을 공명이라 한다.
공명 주파수가 아닌 주파수로 진동자가 진동할 경우, 파동끼리의 소멸 간섭이 일어나면서 거의 느낄 수 없을 정도의 작고 일시적인 진동만이 남게 되어 눈에 띄는 진동은 관측되지 않는다.
4.3. 장력을 측정하여 기타를 튜닝하는 기계를 만들어 각 음에 대한 장력의 값을 얻었다. 기타줄의 길이를 두 배로 하고 선밀도를 반으로 줄여서 악기를 만들 때, 같은 음을 내기 위해서 튜닝하는 기계에 측정되는 장력은 이전과 비교했을 때 어떠한 값을 가지는가?
공명주파수는 줄의 선형밀도와 줄의 길이에는 반비례하고, 차수와 장력에는 비례함을 알 수 있다. 실험 1-1-1과 1-1-2에서 차수가 n=1에서 n=2, n=3으로 증가함에 따라 공명주파수 또한 약 2배, 3배로 증가하였고, 줄의 길이가 0.8배가 됨에 따라 공명주파수가 약 1/0.8배가 되는 것
참고 자료
과학문화포털 사이언스올. 공명현상
https://www.scienceall.com/%ea%b3%b5%eb%aa%85%ed%98%84%ec%83%81/
일반물리학실험 매뉴얼. 서강대학교 물리학과