[실험] 용수철에의한조화진동

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본문내용

1. 목적 용수철의 조화진동을 관찰하여 Hooke의 법칙을 검증하고, 용수철의 진동수와 그 끝에 달린 물체의 질량과의 관계를 알아본다.

2.실험이론
<기본지식>
☆진동, 단순 조화진동 (Oscillations, Simple Harmonic Motion)☆
1) 진동(Oscillation)
1. 정의: 주기적으로 되풀이되는 운동
2. 진동수(frequency)
정의: 1초 동안 운동이 되풀이되는 횟수
단위: 1 hertz = 1 Hz = 1 초 동안 1 번 진동 = 1 s-1
3. 주기(period)
정의: 1번 진동하는데 걸리는 시간
T=1/f
일정한 시간간격으로 본 진동의 모습
속도V는 원점에서 가장 크고 ±x에서는 없다.
주기 T가 지나면, 같은 진동이 반복된다.
주기(T)는 진동수(f)의 역수:

2) 단순조화운동(Simple harmonic motion)
1. 물체의 위치가 시간에 대한 조화함수로 기술되는 운동
x(t) = xm cos (ωt + Φ)
2. 매개변수의 물리적 내용
xm: 진폭(amplitude), ω: 각진동수(angular frequency), 주기 T 에 대해
xm cos ωt = xm cos [ω( t + T )]
따라서 ωT = 2 π
⇒ W=2π/T=2πf
Φ: 위상 상수(phase constant) 초기조건 x(0) 와 v(0) 이 결정

3)단순조화운동의 속도와 가속도
1. 위치
x(t) = xm cos (ωt + Φ)
2. 속도
v(t) = dx / dt = - ω xm sin (ωt + Φ)

참고 자료

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