[대학물리학]용수철상수 (예비,결과레포트)

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목차

1. 실험의 목적 및 개요

2. 실험의 이론적 배경

3. 실험장치 및 실험절차

4. 실험결과

5. 오차해석

6. 토의 및 고찰

본문내용

g/s2)
1
0.481
471.38
0.70
673.40
2
0.963
943.74
1.43
660.00
4)
5)
m (kg)
F (kgcm/s2)
x (cm)
k (kg/s2)
1
0.481
471.38
0.67
703.55
2
0.963
943.74
1.345
701.67
5. 오차해석
- 이번 실험에서 생겼을 가장 큰 오차는 무게추의 질량이 달랐다는 것을 몰랐던 것이다. 실험을 다 한 후 무게추의 질량 재보고 질량이 서로 다른 것을 알았기 때문이다. 그래서 사실 첫 번째로 올린 무게추가 0.481kg짜리인지 0.482kg짜리인지 확실히 알수가 없다. 비록 0.001kg차이지만 오차가 생기기에는 충분하다고 생각한다.
그래도 이번에는 매번 실험을 할 때마다 x0값을 새로 측정해주었기 때문에 오차를 조금 줄일 수 있었다. 그런데 x0값이 생각보다 많이 차이가 나서 그 이유가 궁금하다. 스프링자체에 문제가 있는 것인지, 아니면 우리가 무언가를 잘못 만진 것은 아닌가 하는 생각이 든다.
6. 토의 및 고찰
실험 1과2의 용수철 상수 k값이 변하는 이유
(1) 용수철의 탄성한계
만약 무게추의 질량이 용수철의 탄성한계를 넘어섰다면 값이 달라 질수 있다.
(2) 용수철이 너무 탱탱한 경우
탄성력으로 더 줄어들 수 있는데도 용수철의 두께 때문에 더 줄어들지 못하는 상태가 있 을 수 있다.
예를 들어, 용수철 원래 길이가 겉보기에 10cm 였는데,
50g을 달았더니 0.5cm가 늘어나서 k=100g중/cm,
100g을 달았더니 1.5cm가 늘어나서 k=67g중/cm,
500g을 달았더니 9.5cm가 늘어나 k=53g중/cm 으로 생각되었다고 하자.
그런데 사실은 용수철의 원래 길이가 10cm가 아니라 9.5cm 이고, 용수철 철사의 두께 때문에 겉보기엔 10cm이하로 줄어들지 않았던 것이라면 변위의 측정에 0.5cm만큼 차이가 있었던 것이다. 그래서 사실은,
50g을 달았을때 1.0 cm가 늘어나서 k=50g중/cm,
100g을 달았더니 2.0cm가 늘어나서 k=50g중/cm,
500g을 달았더니 10.0cm가 늘어나 k=50g중/cm 이었던 것이다.
그러므로 추의 무게 vs 측정된 변위로 그래프를 그려보면
F=kx처럼 원점을 지나는 것이 아니라 F=k(x+L)의 형태를 지님을 알 수 있다. (L=0.5cm)
그러므로 각점에서 F/x의 비로 구하는 것이 아니라, 그 그래프의 기울기로 k를 구해야한다.

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용수철,   상수,   용수철 상수,   물리학