단진자 복합진자 실험

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단진자 복합진자 실험 에 대한 보고서 자료입니다.

목차

제 1 과 실험 I. 단진자
I. 단진자
1. 실험목적
2. 기초이론
3. 실험장치
4. 실험방법

제 1 과 실험 II. 복합진자
1. 실험목적
2. 기초이론
3. 실험장치
4. 실험방법

제 1 과 실험 I. 단진자
1. data sheet 및 결과 식
2. 문제 및 고찰

제 1 과 실험 II. 복합진자
1. data sheet 및 결과 식
2. 문제 및 고찰

본문내용

주기
(평형축 이론에 의하여), 그리고 이다. 여기서 는 무게중심으로부터 물체의 관성반경(radius of gyration)이다.
따라서,
3. 실험장치
복합진자는 12.7mm의 지름과 0.915m의 길이를 가진 쇠봉으로 구성되어 있다. 봉은 조절 가능한 knife-edge가 Rod를 따라서 움직일 때 길이 h의 값이 변한다.
4. 실험방법
fig1.2
먼저 봉의 무게중심을 rod의 중간으로 잡는다. Knife-edge은 rod끝으로부터 주어진 값이 되게끔 고착시키고 봉은 cross beam위에 knife-edge를 놓음으로서 매달려진다. 그래서 지지된 상태에서 작은 각으로 자유로이 진동하게 된다. 20번 진동에 걸리는 시간과 주기 를 기록한다.
다음 실험을 수행하기 위하여 knife-edge를 느슨하게 하여 새로운 위치를 정한다.
주기에 대한 표현은 다음과 같이 바꿔 쓸 수 있다.
값 와 를 그리면 직선이 얻어진다. 이 직선의 기울기로부터 를 알 수 있으며 절편으로부터 값을 구할 수 있다. 이 값은 이론적인 값과 비교할 수 있다.
제 1 과 실험 I. 단진자
2010년도 2학기 동역학실험 결과 및 고찰
담당교수 : 황 평 교수님 수강시간 : 목(3:00~) 학번 : 20722192 (3조)
성명 :김윤재
1. data sheet 및 결과 식
단진자의 길이()
[m]
시간(20번 왕복)
[s]
주기(T)
[s/20]
중력가속도(계산치)
[m/s²]
오차(%)
0.57
30.49
1.5245
9.682327
1.200747
무게 + 0.57
31.19
1.5095
9.875711
-0.77256
0.37
24.40
1.22
9.813904
-0.14188
무게 + 0.37
24.22
1.211
9.960317
-1.63589
중력 가속도 계산 :
오차 계산 :
※ 오차는 을 사용하며, 참값은 9.8m/s²을 기준으로 한다.
엑셀 계산 결과.
2. 문제 및 고찰
① 이 방법으로 g값을 계산하는데 있어서 정확도를 저하시키는 요인은 어떤 것이 있는가?
1. 중력가속도는 추의 자체 질량이나 진폭에 관계없이 일정하다 하지만 사람이 초시계로 측정하므로 오차가 발생하였다.
2. 공기의 저항
3. 진자의 정확한 이동.
4. 실의 묶인 지점에서의 마찰력 등으로 인한 오차가 생길 수 있다.
② 이러한 부정확성을 극복할 수 있는 방법은 어떤 것들이 있는가?
1. 사람의 손이 아닌 기계를 이용한 정밀실험.
2. 실의 묶인 지점에 윤활을 하여 마찰을 줄임.
3. 초시계를 멈추는 것도 기계를 이용.
4. 공기의 저항을 계산하여 제하여줌.
제 1 과 실험 II. 복합진자
2010년도 2학기 동역학실험 결과 및 고찰
담당교수 : 황 평 교수님 수강시간 : 목(3:00~) 학번 : 20722192 (3조)
성명 :김윤재
1. data sheet 및 결과 식
길이(h)
[m]
시간(20번 왕복)
[s]
주기(T)
[s/20]
중력가속도(계산치)
[m/s²]
오차(%)
0.34(굵은봉) = 1번
29.22
1.461
6.288524
35.83139
0.42(굵은봉) = 2번
30.42
1.521
7.167421
26.86305
0.285(얇은봉) = 3번
32.08
1.604
4.373319
55.3743
0.42(얇은봉) = 4번
32.61
1.6305
6.237114
36.35598
=> 이식을 g = a*k^2 + b 라고 하여 엑셀에서 그래프를 그려 기울기를 구한다.
a와 b를 구한 것으로 k에 임의의 값(1~10까지)를 넣어 1~4번까지의 그래프를 그린다.
임의의 지점에서 기울기를 구한다.
이 값들이 각 값으 k값이 된다.
그러므로
값에 k를 대입하여 g를구하면
이러한 값의 g가 나오게 되고.
이 값으로 오차를 구하게 되면
※ 오차는 을 사용하며, 참값은 9.8m/s²을 기준으로 한다.
오차 계산 :
최종적으로
이렇게 구해 진다.
2. 문제 및 고찰
1. 복합 진자는 질량이 있는 쇠봉을 가지고 실험을 하는 것이므로, 그것 자체가 중력에 영향을 많이 받고, 실처럼 가늘 지도 않아 공기의 저항도 많이 받게된다.
2. k 값을 구하는 것이 k^2의 그래프에서 구하는 것이기 때문에 곡선의 그래프가 그려진다. 그러므로 기울기가 정확하지 않아 계산을 할 때 많은 영향을 끼친다.
원래의 k 는 무게 중심으로부터 물체의 관성반경을 나타내는 것인데, 이것에 대한 명확한 자료가 없었던 것도 큰 이유가 될 거 같다.
3. Knife-edge와 접촉면 사이의 마찰력도 무시할 수 없다.

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