☆★Borda 진자와 이용하여 표준중력가속도 측정 실험 리포트★☆

소개글

Borda의 진자를 이용하여 그 지점의 중력가속도를 측정하여본 리포트 입니다.

실험 장비로는 초시계, 미터자, 수준기, 버니어 캘리퍼, 철사 혹은 구리줄(1m) 등을 이용하였습니다.
표(실험결과), 그림 첨부되어있습니다.

비록 오차가 발생하였으나 여러분께 큰 도움이 되리라 생각되어 강력히 추천합니다. ^^

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교수님께 칭찬까지받고 A+ 받은 자료!! 많은 도움이 되었으면 하네요!!
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수정이 필요한 부분 지적 부탁드립니다.~!~!!
도움이 되실 겁니다. 인터넷 짜집기한 자료와는 다릅니다.!!
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많은 도움이 되었으면 합니다.

목차

1. Borda 진자와 Karter 진자
2. 3조
3. 실험 목표
4. 실험 원리
6. 실험 방법
7. 실험 결과
(1) 경사각이 없을 때
(2) 경사각이 있을 때
(3) 경사각이 없을 때
1) 점 C에서의 구의 속도 V(실험)
2) 점 C에서의 구의 속도 V(이론)
3) V(이론) 과 V(실험) 의 비
(4) 경사각이 있을 때
1) 측정값 R과 h 의 비를 구하고 식(6)과 비교
2) (식13)
3) 식(9)를 이용하여 계산 한다.
4) (2.37-2.34)/2.37*100 = 1.27%
8. 실험 토의
(1) 결과 분석
(2) 이론값과 계산 값과 오차가 생기는 원인
(3) 역학적 에너지 보존 법칙
1) 물체가 운동하는 경우
2) 역학적 에너지와 일
3) 역학적 에너지가 일정하게 보존될 때
4) 마찰력이나 저항력이 작용할 때
5) 실험에서의 실험값은 마찰, 저항이 무시될 때

본문내용

3. 실험 목표
Borda의 진자를 이용하여 그 지점의 중력가속도 g를 측정한다.

4. 실험 원리
1. 단진자는 무게를 무시할 수 있는 길이 l인 끈의 한쪽 끝을 고정하고 다른 끝에 질량 m인 추를 매달아 연직면 내에서 주기운동을 하는 것이다.
2. 이 때 복원력 F = - mgsinθ 이고, (그림 1참조) θ는 연직면과 추의 중심을 맺는 직선 사이의 각이고, 그 각이 상당히 작다면 (θ = 5°이하) sinθ = θ로 생각할 수 있으므로 운동방정식은 2. 이고, 미분방정식의 해는 x = Acosωt 이고, 여기서 2. 로서 ω = 2πf = 2π (1/T)이므로, 주기 T는 2. 이다.

3. 본 실험에서의 물리진자는 그림 2와 같이 질량 M 인 강체가 임의의 회전축 0를 중심으로 연직면 내에서 진동하는 것이다.
4. 이 운동방정식은 4. 이다.
여기서 I는 회전축에 대한 강체의 관성모멘트이다.
이때 구의 반경이 r이고 철사 길이 l인 Borda 진자에서는 L = l + r이므로 I는
I = M(l + r)2 + M×2/5 r2
이다.
5. θ가 5°이내로 매우 작다면 sinθ = θ이므로 운동방정식은 5. 가 되고,
6. 그때의 주기 T는 6. 가 된다.
위의 I와 L을 대입하여, 중력가속도 g에 관하여 정리하면 이 된다

5. 실험장비
① 초시계
② 미터자
③ 수준기
④ 버니어 캘리퍼
⑤ 철사 혹은 구리줄(1m)

6. 실험 방법
(1) Borda 진자를 수직이 되게 한다.
(2) Borda 진자를 5 범위 내에서 단진동하도록 한다.
(3) 주기 T를 측정한다.(10, 20, 30, ...)
(4) 철사의 길이 l과 진자구의 반경 r을 측정한다.
(5) 주기 T, 철사의 길이 l , 진자구의 반경 r을 식(2)에 대입하여 중력가속도 g를 계산한다.
(6) 표준중력가속도( g=980[cm/sec ]) 와 비교 검토한다.

참고 자료

없음