일반물리학실험보고서-단조화운동

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일반물리학실험보고서-단조화운동에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

1.317
1.317
실험2
용수철 1개
M (g)
509.1g
(cm)
10cm
2번 진동한 시간(s)
3.264
이 값을 가지고 주기를 구해보면
T(주기)_이론값
1.079
7. 결과에 대한 논의
실험 1에서 용수철 상수를 구하기 위해 10번의 실험을 하였다. F와 x의 그래프의 기울기를 통해 구한 용수철 상수는 약 8.625이었다. 이를 이용해 두 번째 실험에 적용하였다.
두 번째 실험부터는 수레의 질량, 진폭을 변화시켜가며 주기T가 어떻게 변하는지 알아보는 실험이었다. 실험 결과는 질량을 추가하지 않은 수레의 경우, 진폭이 10cm와 15cm일 때 주기가 각각 1.234초, 1.198초로 모두 비슷하다는 것을 알게되었다. 느낌상으로는 진폭도 주기에 영향을 줄 것 같았다. 실제 주기 이므로 진폭는 변화 요소로서 작동하지 않는다. 그리고 이 실험에서 구한 주기는 M이 509.1g일 때는 T=1.234(10cm), 1.198(15cm)이었고, M이 758.1g일 때는 T=1.431(10cm), 1.298(15cm)이었다. 를 통해 이론상으로 구한 주기 T는 M이 509.1g일 때는 T=1.079이었고, M이 758.1g일 때는 T=1.317이었으며 이론값과 실험값은 거의 비슷함을 알 수 있다.
수레에 질량을 추가한 후 진폭을 다르게 하여 실험 했을때를 보자. 진폭 10cm로 2회 진동했을 때의 시간은 2.829초 진폭 15cm로 2회 진동했을때의 시간은 2.663초이다. 이 두값은 유사하다고 볼 수 있고 이를 통해 구한 주기 T는 약 1.431초와 1.298초이며 추가한 질량(M=758.1g)으로 이론값 주기 T를 구해보면 1.317로 거의 일치하는 결과값을 보여 주었다.
경사면에 수레를 놓고 실험한 결과값을 보면 실험1에서 실행했던 결과값보다 더 시간이 걸렸음을 알 수 있다. 이는 수평면에서는 적은 영향을 끼쳤던 중력이 경사면에서는 영향을 조금 더 끼쳐서 그런 결과값이 나온다고 볼 수 있다. 이론에서는 중력은 주기에 영향을 미치지 않으므로 중력은 오차를 나오게 하는 원인 중 하나라고 볼 수 있다.
8. 결론
이번 실험 단조화 운동의 주된 목적은 주어진 조건의 변화 (경사 각도의 변화, 초기 진폭의 변화, 수레의 질량 변화) 등에 따른 운동상태의 변화를 용수철 주기를 측정함으로써 판단해보고자 한 것이었다. 이에 따라 주어진 실험결과를 분석해보면 우선 수레의 질량을 증가시킴에 따라 용수철의 복원력이 점점 증가하였음을 쉽게 알아볼수 있었다. F-X그래프에서 기울기로 나타난 것은 용수철의 고유한 특성을 나타내는 탄성계수로 일정하였다. 진폭의 변화를 주는 실험상에서 실제 주기는 진폭의 변화가 있었음에도 불구하고 거의 변화하지 않았다. 이로 볼 때 진폭의 변화는 주기상에 거의 영향을 미치지 않음을 알 수 있다. 실제 이 실험상에서 나타난 주기를 계산해보면 로 나타낼 수 있는데 수레의 질량 M이나 용수철 상수 K만이 주기에 영향을 미칠뿐 진폭과는 상관없는 관계임을 볼 때 비교적 실험결과가 이론적으로 일치한다고 할 수 있겠다.
이 실험에서 조금 아쉬웠던 점은 tracker프로그램을 사용하면서 그 프로그램이 수레의 속도를 못따라가 계산값에 오차가 나오게 되었다는 점이었다. 만약 속도를 조절할 수 있었다면, 실험에서 계산된 오차를 줄일 수 있었을 것이라 생각한다.
9. 참고사이트
1. 일반물리학실험(청문각) 사진:구글(www.google.com)2.부산대학교 일반물리학 실험실 http://gplab.phys.pusan.ac.kr
10. 참고문헌 및 출처
1.일반 물리학 실험(제4판)
페이지/p.382~389(단조화 운동)
저자/대학교 물리학교편찬위원회
펴낸곳/청문각

키워드

단조화운동,   실험보고서,   결과보고서,   실험결과,   결과에 대한 논의,   결론