단조화운동

소개글

단조화운동에 대한 보고서 자료입니다.

목차

Ⅰ. 실험 목적

Ⅱ. 실험 이론 및 원리

Ⅲ. 실험 방법

Ⅳ. 참고 문헌

본문내용

2005-2 일반물리실험
- 예비보고서 -
단조화 운동
Ⅰ. 실험 목적
☞ 스프링에 매달린 질량의 운동이 단순 조화 운동임을 컴퓨터 인턴페이스를 통해 확인하고 운동 주기를 구한다. 또, 물체의 운동 에너지와 위치 에너지의 교환을 이해한다.
Ⅱ. 실험 이론 및 원리
평행 상태를 갖는 모든 계는 작은 변화에 대하여 평형상태를 유지하려는 특성을 갖는다. 역학계에서의 되돌이 특성은 복원력으로 나타나고 특히 평형상태로부터의 변화가 작을 때 복원력의 크기는 변화의 정도에 비례한다. 또, 역학계는 운동 상태를 그대로 유지하려는 관성도 가지고 있다. 이 복원력과 관성이 함께 나타날 때 계는 단조화 운동 (Simple Harmonic Motion)을 하게 된다. 용수철에 매달린 물체, 진자 흔들이, LC 전기진동, 고체물질이나 분자 내에서의 원자의 진동 등 많은 현상이 물리계에서 단조화 운동으로 나타나기 때문에 단조화 운동은 매우 중요시되고 있다.
먼저 중력 하에서 용수철에 매달린 물체의 상하 운동을 살펴본다. 중력 가속도를 g, 용수철 상수를 k, 물체의 질량을 M, 늘어난 길이를 x라고 하면 용수철이 물체에 미치는 복원력은 -kx이고, 물체에 가해진 알짜힘은
이고, 운동법칙으로부터
를 얻는다. 이 미분방정식의 일반해는
로, 여기서 각속도 이고, 주기 T는
이다. 진폭 과 위상 는 초기조건(즉, t=0에서의 늘어난 길이 x와 속력 V)
로부터 정해지다.
[참고] 이상의 결과는 용수철의 질량을 무시하고 또, 용수철에 매달린 물체를 질점(입자)으로 간주할 경우에 적용된다.
그러나 용수철의 질량을 고려하면 위

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