(결과) 실험 1-8. 진자의 운동 (물리진자, 비틀림 진자)

소개글

(결과) 실험 1-8. 진자의 운동 (물리진자, 비틀림 진자)에 대한 보고서 자료입니다.

목차

5. 실험 결과
　1) 막대진자 : 길이는 50이고, 중심으로부터의 거리는 8.2㎝, 14㎝, 22.9㎝이다.
　2) 원반진자 : 반경은 10이며, 중심으로부터의 거리는 5㎝, 7㎝, 9㎝이다.
　3) 비틀림 상수 및 원반진자에 의한 비틀림 진동 (철사 두께 = 1.2㎜)

6. 결과 분석 및 토의∙건의사항
　1) 결과 분석
　2) 오차의 원인
　3) Question

7. 참고문헌

본문내용

럽지 않고 중간에 찌그러지는 현상이 일어났는데 이로 인한 오차가 (미미하지만) 있을 수 있다.
플라스틱 막대진자의 2번째 고정점에서는 다른 길이에서도 측정할 수 있도록(위에서 구했던 0.144가 되는 지점에서 최소가 됨을 알아볼 수 있도록 홈이 약 3가량 파여 있었다.) 홈이 파여 있었는데, 쇠막대와 동일한 지점의 고정점에 고정이 되도록 나사를 조여야하는데 만약 그렇지 않다면 우리는 14라고 측정했던 지점에서의 주기를 구한 것이 아니게 된다. 또한, 길이를 측정할 시 홈이 원형이라서 정확히 중심으로부터의 거리를 측정하는 것에 애를 먹었다. 중심으로부터의 거리를 측정할 경우 사람마다 중심이라고 생각하는 곳이 다르기 때문에 아마도 같은 막대를 가지고 실험했더라도 각 조마다 거리를 다 다르게 측정했을 것으로 생각된다. 오차의 원인 중에서는 이 요인이 가장 클 것이라고 생각되므로 막대를 제작한 곳에서 정확히 거리를 측정한 후에 Manual에 첨부해주면 더 정확한 실험을 할 수 있을 것으로 생각된다.
③ 마지막으로 비틀림 상수 측정 시 힘 센서를 직접 당겼는데, 이때 도르래에 대해 수직방향이어야 하고 수평을 유지해야 한다. 그러나 당기면서 수평과 수직방향에서 벗어남을 느낄 수 있었다. 우리가 Calculator에 설정한 Torque에 대한 식은 이 수평과 수직을 가정하고 단순한 도르래의 반경과 힘 센서로부터 측정된 힘의 크기를 곱했는데 이므로 수평과 수직방향에서 벗어나게 되면 두 벡터가 이루는 각에 대한 영향까지 고려해주어야 한다. 따라서 힘 센서를 당길 때에 수평과 수직에서 벗어나지 않도록 해야겠다.
3) Question
Q1) 질량이 다른 똑같은 부피의 막대진자는 같은 주기를 갖는가? 각각의 고정점에 대해 진자의 주기의 크기를 순서대로 나열하면?
☞ 앞서 언급한 것처럼 진자의 주기는 질량의 영향을 받지 않으므로 질량이 다른 똑같은 부피의 막대진자는 같은 주기를 갖는다. 고정점에 대해 진자의 주기의 크기는 막대진자 중 플라스틱은 , , 의 순서였고 쇠막대는 , , 의 순서였다.
Q2) 두 막대진자에서 같은 고정점 거리에 있는 진자의 주기를 비교하여 보자. 진자의 주기는 질량에 관계있는가? 일반적으로 진자의 운동은 단순조화운동이 아님을 보여라.
☞ 위에서 언급한 것처럼 같은 고정점 거리에 있는 진자의 주기를 거의 동일했으며, 진자의 주기는 질량에 관계가 없었다. 단순조화운동의 경우 주기 로 질량의 영향을 받는다. 즉, 질량이 크면 클수록 그에 따라 주기도 커지게 된다. 그러나 진자의 주기의 경우에는 질량이 아무리 다른 물질을 선택하더라도 동일한 길이(혹은 반경)을 가지고 동일한 고정점에서 진동을 준다면 그 주기는 같으므로 진자의 운동은 단순조화운동이 아니다.
Q3) 막대진자나 원반진자의 중심(질량중심)을 센서에 고정하고 물체에 진폭을 가하면 어떻게 되는가? 주기는 어떠한가? (무한대? 또는 0?)
☞ 위에서 언급한 것처럼 중심을 고정하면 주기는 무한대로 발산하게 된다.
(이면 )
Q4) 막대진자와 마찬가지로 원반진자의 고정점의 위치의 변화에 따른 진자의 주기 곡선을 그려보자. 얼핏 보면 고정점의 위치가 바깥쪽으로 이동할수록 진자의 길이가 길어져 주기가 느려질 것 같지만 결과는 어떠한가?
☞
고정점의 위치가 바깥일 경우 진자의 길이가 길어져 주기가 느려질 것처럼 생각되었지만, 실제로는 (7)일 때보다 (5)일 경우에 더 주기가 더 길었다. 막대진자와 마찬가지로 식 을 로 미분해보면 최소가 되는 지점이 =0.0707인 지점임을 알 수 있다.
7. 참고문헌
§ http://phylab.yonsei.ac.kr/
§ University Physics 12th Edition

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물리실험결과,   물리진자,   pendulum,   단진자,   결과보고서