공학물리학및실험1 물리 진자, 비틀림 진자 실험 결과레포트 (A+)-2017

소개글

공학물리학및실험1 물리 진자, 비틀림 진자 실험 결과레포트 (A+)-2017에 대한 보고서 자료입니다.

목차

5. 실험 결과

6. 결과 분석

7. 토의 및 건의사항

8. 참고 문헌

본문내용

는 모두 약 0.4%이하로 매우 정확한 측정값을 보여준다. 이 실험도 이론값과 비교하여 최소 주기를 찾아보면 다음과 같다.
위의 그래프는 측정값 근방에서의 d의 값에 따른 이론적인 주기와 측정된 d의 값을 비교한 것이다. 이론적 그래프는 5mm간격으로 나타냈으며 그래프에서도 알 수 있듯 70mm에서 최솟값을 보인다. 수학적으로 계산하면
에서
이다. 따라서 정리하면 일 때 극솟값을 가진다. 이므로 에서 최솟값을 가지며 이는 실험 결과와 잘 일치한다.
이 원판형 물리진자 역시 실험 1과 같은 이유로 가 증가하면 주기가 증가하게 된다.
실험3. 비틀림 상수
총 3가지 종류의 철사에 대해 비틀림 상수를 측정했으며 그 값은 아래와 같다.
측정된 비틀림 상수는 0.00492, 0.3054, 0.106 (Nm/rad) 이다.
실험4. 비틀림 진자
실험에 사용한 원판의 질량과 반지름은 각각 이다. 주기 계산을 위해 사용된 식은 아래와 같다.
각각 총 5번의 진동 주기를 계산하였으며 이의 평균값을 측정값으로 이용했다. 결과는 다음과 같다. 실험5.에서 사용한 철사 3개를 이용하였으며 결과는 다음과 같다.
실험 결과 오차가 약 10%안 밖으로 오차가 다소 존재하는 것을 알 수 있었다. 그래프를 보면 단진동 하는 것이 아닌 감쇠운동을 한다는 것을 알 수 있는데 이 말은 어디선가 에너지 손실이 크게 일어났다는 것이다. 실제로 회전하는 동안 소음이 심하게 들렸으며 이는 회전축과 철사가 잘 고정되지 않았거나 정확히 수평이 아니었을 가능성이 크다.
6. 결과 분석
① 물리 진자의 경우 실험 오차가 모두 0.5%이하로 상당히 정확한 값을 보인다는 것을 알 수 있다. 실제로 물리진자의 그래프를 확인하면 거의 감쇠가 일어나지 않는다는 것을 알 수 있으며 이는 외부 저항에 대한 영향이 거의 없어 주기가 시간에 따라 변하지 않았기 때문이다. d의 값에 따른 주기의 변화는 감소하다 144.34mm에서 최솟값을 가지고 다시 증가한는 모습을 보임을 알 수 있었다. 물리진자는 초기 각도가 증가할수록 주기가 증가하며 그 이유를 수식으로 밝혔다.
② 비틀림 상수는 철사의 두께가 두꺼울수록 커졌으며 이는 두께에 따라 회전축에 따른 응력 값이 다르기 때문일 것이다.
③ 비틀림 진자의 경우 실험 결과 오차가 다소 존재하는 것을 알 수 있었다. 그래프를 보면 단진동 하는 것이 아닌 감쇠운동을 한다는 것을 알 수 있는데 이것이 저항력이 속력 또는 속력의 제곱에 비례하는 감소운동이라고는 말할 수는 없지만 어디선가 에너지 손실이 크게 일어났다는 것을 알 수 있었다.
7. 토의 및 건의사항
비틀림 진자의 주기를 측정할 때는 철사가 회전축과 평행하게 설치되었는지 확인해야한다. 약간이라도 나란하지 않으면 회전하는 동안 소음과 마찰이 심하게 발생하게 된다. (철사가 구부러졌다 펼쳐지며) 이것은 감쇠를 유발하며 큰 오차를 발상시키게 된다.
8. 참고 문헌
1. 실험 매뉴얼 (물리 진자, 비틀림 진자)
2. YoungandFreedman,"University Physics",14thEdition

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공학물리학및실험,   연세대학교,   물리 진자 비틀림 진자,   공학물리,   일반물리