일반물리학 실험 Mechanical Wave

목차

Ⅰ.이론적 배경

1. 정상파의 원리

2. 정상파의 수학적 표시

3. 현의 진동

4. 2차원 막의 진동

Ⅱ.결과

Ⅲ. 결과 분석 및 토의

Ⅳ. 참고문헌

본문내용

질량:
줄의 총 길이:
진동수()
개수
파장()
속력()
2개
4개
6개
평균 속력:
표준편차:
이론적인 실의 속력
오차:
,
2) Tension 2
추의 질량:
줄의 길이:
진동수()
개수
파장()
속력()
2개
4개
6개
평균 속력:
표준편차:
이론적인 실의 속력
오차:
,
3) Tension 3
추의 질량:
줄의 길이:
진동수()
개수
파장()
속력()
2개
4개
6개
평균 속력:
표준편차:
이론적인 실의 속력
오차:
,
실험3- 2차원 진동 운동
1) 원형 판
2) 사각 판
Ⅲ. 결과 분석 및 토의
이번 실험의 목표는 Mechanical Wave에 대해 알아보는 것이었다. 실험은 총 3가지가 있었는데 실험1은 용수철을 수직으로 세워 종파에 대해 알아보는 것이었고, 실험2는 잘 늘어나는 줄을 수평하게 묶어놓고, 진동시키는 것을 관찰하는 것이었다. 마지막인 3번째 실험은 원판 및 사각 판에 진동을 주어 모래가 어디에서 고정되어 있나 를 살펴보아 파형을 개형으로 알아보는 실험이었다. 실험1에서는 파의 속력을 측정하였는데, 진동수는 기계에서 조작을 하고, 파장은 용수철을 관찰하여 소인 부분과 밀인 부분의 차이를 살펴 파장을 측정할 수 있다. 따라서 파의 속력 를 구할 수 있었다. 총 3번 을 측정하여 평균과 표준 편차를 구할 수 있었다. 실험2는 수를 수평적으로 만들어놓고 일정 진동수를 주어 정상파를 생성시켜 그 파의 속력을 측정하는 것이다. 여기서 속력은 두 가지 방법으로 구할 수 있는데, 이론적인 방법으로 줄에서의 속력은 로 나타 낼 수 있다. 이는 다시 , (추의 질량, 줄의 질량)를 통하여 로 나타낼 수 있게 된다. 다른 한 방법은 실험1에서 했던 것과 마찬가지로 를 통해 구할 수 있다. 하지만 이론적으로 구하는 방법에서 조심해야 할 점은 추의 질량을 다르게 하므로 줄의 길이가 달라진다. 따라서 그에 대한 밀도가 달라지므로 식에 그에 알맞은 값을 대입해 주어야 한다. 실험2는 실의 장력을 다르게 3번 진동수를 다르게 3번 하여 총 9번 실험을 하였다. 또한 이 실험에서 알아볼 수 있는 것이 이다. 실제로 각 장력에서의 속력 에대해 살펴보면 Tension1과 Tension2를 비교해보면 속력은 1.25배 증가 될 때 루트 장력은 1.22배 증가 되었다. Tension2와 Tension13을 비교해보면 속력은 1.26배 증가되었는데, 루트 장력의 1.16배 된 것을 알 수 있었다. 이를 통하여 속력은 루트 장력에 비례한다는 사실을 검증하였다. 실험 3은 우리가 모래알 무늬를 볼 수 있는 이유는 바로 2차원에 생긴 정상파 때문이다. 정상파에서 배 부분은 진동하므로 불안정하고, 마디 부분은 정지 되어 있으므로 안정하다. 따라서 모래알들은 진동하는 부분에서 밀려나 정지해 있는 마디 부분에 모이게 되고, 우리는 정상파의 마디를 볼 수 있게 된다. 따라서 어떠한 파장의 반이 금속판의 폭과 길이를 정수배로 나눌 때 그 파는 정상파가 되는 것이다. 진동수가 증가 할수록 더욱 복잡한 무늬를 볼 수 있었는데, 파의 속도가 일정할 때 진동수가 커지면 파장이 작아지므로, 판 안에 더욱 복잡한 무늬를 만들어 낼 수 있었던 것 같다.
실험2에서 이론적인 속력과 측정한 속력은 거의 일치하였지만 조금의 차이가 있었다. 아마도 이는 측정하는데 miss가 있지 않았나 싶다. 특히 실의 밀도를 측정할 때, 묶인 부분도 생각해서 실의 질량을 측정해야 하기 때문에 오차가 발생할 가능성이 크다. 따라서 이러한 부분에서 오차가 발생 하였을 것이라고 생각한다.
Ⅳ. 참고문헌
물리실험 manual- 실험 10장
일반역학 Classical Dynamics

키워드

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