기초전자물리학 2장결과_3장예비

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기초전자물리학 2장결과_3장예비에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

연결하여 회로 구성 후, 각각 전압과 전류를 측정하였다.
☞ 측정 결과 전압은 평균 5.99V, 전류는 평균 0.061A 가 측정되었다. 이론에 의하면 전압은 6V, 전류는
0.06A가 나와야 한다는 결과가 나오는데, 측정치와 거의 일치함을 알 수 있다. 전압, 전류 파형이 불
규칙적으로 측정되었는데, 이유는 노트북 전원과 로그프로의 전원을 제거 후에 측정해야 타 전압의 영
향을 받지 않는데, 그렇지 않아 측정치와 같은 파형이 측정되었다.
8) 자장센서 실험 ☞ 자장 프로브를 수평으로 360도 돌려서 각 방위별로 자장을 측정한다.
☞ 자장 센서를 북-동-남-서 방향으로 360도 회전하였고, 위와 같은 데이터를 얻을 수 있었다.
북쪽을 가리킬 때, (+)값이 측정되었고, 남쪽을 가리킬 때, (-)값이 측정되었다. 그 이유는 우리가 방
향을 알아볼 때 쓰는 나침반의 원리와 동일하다.
☞ 위의 데이터는 원형 소형 자석에 자장 센서를 근접시켰다가 띄었다가를 반복하였다. 이 자석의 경우
위 방향은 N극을 가리키기 때문에 (+)값이 측정되었고, 반대로 자석을 뒤집어 놓고 측정하거나, 자장
센서의 방향을 반대로 하고 측정하면 (-)값이 측정되었다.
9) 빛센서 실험
☞ 빛센서로 먼저, 프로브 앞을 검은 종이로 막고 측정하였다. 원래는 0lux가 나와야 하지만, 2.1lux가 측
정되었다. 이는 우리가 프로브 앞을 절연테이프로 완벽하게 막지 못하였고, 미세한 빛이 절연테이프를
통과해 발생한 것으로 보인다.
두 번째로 실내 조명등을 측정하였을 때, 2336.4lux가 측정되었고, 손전등의 경우 6833.4lux가 측정
되었다. 빛센서에는 단위를 세단계로 조정할 수 있는데, 두 번째 실험의 경우 0~150,000 단위에서만
측정이 가능하였고, 그 밑의 단위에서는 측정이 불가능하였다.
마지막으로 태양광을 대신하여 라이터 불빛을 측정하였더니, 518.9lux가 측정되었다.이 광량은 0~600
단위에서도 측정 가능하였다.
실험 2-B Logger Pro3를 이용한 데이터 분석
1) 기본분석법
☞ Interpolate 기능
☞ 내/외삽 기능으로 데이터값으로는 볼 수 없었던 미세한 값들을 측정할 수 있다.
☞ Tangent 기능
☞ 기울기 구하기 기능으로 각 위치별, 속도별 기울기를 측정할 수 있다.
☞ Integral 기능
☞ 정적분기능으로 임의의 구하고자 하는 구간의 적분 값을 볼 수 있었다. 측정 결과 선택한 영역의 속도
는 6.438m/s였다.
☞ Statistics 기능
☞ 통계를 보여주는 기능으로, 최소값(-0.1073N), 최대값(17.1N), 평균값(4.707N), 표준편차(5.4232N)
을 알 수 있다.
☞ Curve fit 기능
☞ 함수 그래프 fitting 기능으로, 가속도의 진폭은 6.236m/이고, 각주파수는 10.54rad으로 측정되었다.
☞ Model 기능
☞ 함수 그래프를 생성시키는 기능으로, 2차 함수 2개를 측정하였다.
왼쪽 데이터는 의 그래프로, 근의 공식에 의해 y절편이 -1, -3임을 그래프를 통해 할
수 있다. 오른쪽 데이터는 의 그래프로, 근의 공식에 의하면 임을 알 수
있고, 그래프는 허공에 떠 있는 그래프를 얻을 수 있다.
2) 계산식에 의한 분석법
☞ 사람의 걷는 운동에 대한 운동에너지를 측정하였다.
3) 사진 분석법
☞ 실험 사진을 logger pro로 분석하였다. 각 값을 샘플링하고, curve fit을 통해 가상의 그래프를 얻을
수 있었고, 계산을 통해 각주파수값(=)을 비교할 수 있었다.
제 3장 변위, 속도, 가속도 및 포물체 운동
1. 실험 목표
1) 운동체의 변위, 속도, 가속도에 대하여 설명할 수 있다.
2) 운동체의 변위, 속도, 가속도간의 시간 미분 적분 관계를 설명할 수 있다.
3) 등가속도운동의 속도 대 시간 관계를 설명할 수 있다.
4) 등가속도운동의 거리 대 시간 관계를 설명할 수 있다.
5) 물체의 자유낙하 운동으로부터 중력 가속도 크기를 측정할 수 있다.
6) 비스듬이 던진 물체의 포물선 운동을 측정하여 2차원 운동에 대한 분석을 할 수 있다.
2. 실험 배경
1) 물리량 - 변위, 속도, 가속도
(1) 변위란?
☞ 시간 t에 따른 운동체의 위치를 나타내는 물리량! 크기와 방향을 갖는 벡터량.
(2) 속도란?
☞ 운동체의 변위의 시간변화율!! 역시 벡터량으로 방향은 물체가 움직이는 방향. (속력은 스칼라)
(3) 가속도란?
☞ 운동체의 속도의 시간변화율!! 가속도의 방향은 속도 방향과 다를 수 있음!!
(4) 변위, 속도, 가속도간의 관계
☞ 이 세 물리량은 서로 간에 시간에 대한 미분, 적분으로 표현 가능함!!
위의 그림에서처럼 변위를 미분하면 속도, 속도를 미분하게 되면 가속도이다. 반대로, 가속도
를 적분하면 속도, 속도를 적분하면 변위를 구할 수 있다.
1) 운동 - 등속도, 등가속도
(1) 등속도 운동이란? ☞ => 속도가 일정한 물체의 운동
만일, a=0이라면, v(t) = , S(t) = 로 표현될수 있고, 이는 등속도 운동이다.
(2) 등가속도 운동이란? ☞ => 가속도가 일정한 물체의 운동
① 등가속도운동과 중력가속도
☞ 중력가속도의 방향은 지구 중심방향, 크기 g=9.8m/로 일정!, 대표적인 등가속도 운동!!
② 1차원 등가속도 운동
☞ 속도 공식 v(t) = 에서 한번 적분을 해주면,
S(t) = 로 표현될 수 있다.
③ 자유낙하하는 물체의 변위 및 중력가속도 측정
☞ 자유낙하하는 물체의 초기 속도 = 0, 가속도 a=-g, 초기 위치는 원점으로 설정할 수
있고, 위의 등가속도 운동 공식에 대입하면,
로 표현된다.
④ 포사체의 포물선 운동(2차원 운동)
☞ 포사체 운동은 수평방향으로는 등속도 운동, 수직방향으로는 등가속도 운동을 한다.
따라서 x,y 방향 각각에 대한 속도 공식을 세워보면,
, 으로 표현되고, 시간에 대한 적분을 하면
x(t) = , 로 표현된다.
또한, x에 대한 y의 식을 표현하면, 으로 표현된다.
포사체의 최대 높이와 투척거리를 구해보면,
, 로 표현된다.
⑤ 운동에너지 & 중력 포텐셜에너지
☞ 운동에너지 , 포텐셜에너지 로 표현된다.
에너지는 스칼라량이므로

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