목차
1. 실험 목적
2. 이론 및 원리
3. 실험 장치
4. 실험 방법
5. DATA(결과)
6. 결론 및 분석
2. 이론 및 원리
3. 실험 장치
4. 실험 방법
5. DATA(결과)
6. 결론 및 분석
본문내용
스탠드 및 클램프와 막대
③ 질량 걸이와 질량
4. 실험 방법
① 그림 2와 같이 공 형태의 질량을 매단다.
② 진자의 길이(L)를 고정하여 운동시킨다. 진폭을 작게 하고 진자가 30회 주기 운동을 하는데 소요된 시간을 측정 기록한다.
③ 질량, 진자의 길이, 진폭을 기록한다. 길이와 진폭으로부터 각 를 구한다.
④ ②~③의 과정을 5회 반복한다. 매 실험에서 주기를 계산한다. 전체 5회 측정한 평균 주기를 계산한다.
⑤ 진자의 길이를 바꾸어서 ②~④의 과정을 반복한다. 길이를 16cm, 27cm, 39cm, 51cm, 66cm 등으로 바꾼다.
⑥ 줄과 스탠드의 사이 각을 바꿔가면서 (15, 30, 45, 60, 70도) ②~④의 과정을 반복한다
5. DATA(결과)
1) 진자의 길이(L)를 바꿀 때
왕복 회수 30회, 각 (rad) = 30° (0.52)
진자의 길이
시간(sec)
주기(T)
이론치(4)
이론치(6)
66cm
49.54
1.65
1.63
1.66
51cm
43.31
1.44
1.43
1.46
39cm
37.82
1.26
1.25
1.27
27cm
30.96
1.03
1.04
1.06
16cm
24.15
0.81
0.80
0.82
2) 진폭을 바꿀 때
왕복 회수 30회, 진자의 길이 = 50cm
각 (rad)
시간(sec)
주기(T)
이론치(4)
이론치(6)
15° (0.26)
42.35
1.41
1.42
1.43
30° (0.52)
42.92
1.43
1.44
45° (0.79)
43.45
1.45
1.48
60° (1.05)
43.92
1.46
1.52
70° (1.22)
44.37
1.48
1.55
6. 결론 및 분석
이 실험을 통해 진자의 길이에 따라 주기가 변한다는 것을 알 수 있었다. 대체적으로 오차는 작은 실험이었지만 오차의 원인으로 생각해 볼 수 있는 첫 번째는 공기의 저항이 있다. 단진자는 구의 형태로 단면적을 가지기 때문에 공기에 의한 저항으로 진자의 주기가 길어지는 데 영향을 줄 수 있다는 결론을 얻을 수 있다.
두 번째로는 측정의 오류가 있다. 실의 길이를 잴 때 오차가 생겼을 가능성도 있고, 단진자의 질량 중심을 제대로 구하지 못해서 오차가 발생했을 수 있다.
실험의 오차를 줄이기 위해서는 각도, 길이를 정확히 조절하고, 흔들림에 따라 실이 내려오는 것을 막기 위해 실을 잘 감아 두는 방법이 있다. 또한 추가 흔들릴 때 타원을 그리지 않도록 하는 것이 중요하다.
③ 질량 걸이와 질량
4. 실험 방법
① 그림 2와 같이 공 형태의 질량을 매단다.
② 진자의 길이(L)를 고정하여 운동시킨다. 진폭을 작게 하고 진자가 30회 주기 운동을 하는데 소요된 시간을 측정 기록한다.
③ 질량, 진자의 길이, 진폭을 기록한다. 길이와 진폭으로부터 각 를 구한다.
④ ②~③의 과정을 5회 반복한다. 매 실험에서 주기를 계산한다. 전체 5회 측정한 평균 주기를 계산한다.
⑤ 진자의 길이를 바꾸어서 ②~④의 과정을 반복한다. 길이를 16cm, 27cm, 39cm, 51cm, 66cm 등으로 바꾼다.
⑥ 줄과 스탠드의 사이 각을 바꿔가면서 (15, 30, 45, 60, 70도) ②~④의 과정을 반복한다
5. DATA(결과)
1) 진자의 길이(L)를 바꿀 때
왕복 회수 30회, 각 (rad) = 30° (0.52)
진자의 길이
시간(sec)
주기(T)
이론치(4)
이론치(6)
66cm
49.54
1.65
1.63
1.66
51cm
43.31
1.44
1.43
1.46
39cm
37.82
1.26
1.25
1.27
27cm
30.96
1.03
1.04
1.06
16cm
24.15
0.81
0.80
0.82
2) 진폭을 바꿀 때
왕복 회수 30회, 진자의 길이 = 50cm
각 (rad)
시간(sec)
주기(T)
이론치(4)
이론치(6)
15° (0.26)
42.35
1.41
1.42
1.43
30° (0.52)
42.92
1.43
1.44
45° (0.79)
43.45
1.45
1.48
60° (1.05)
43.92
1.46
1.52
70° (1.22)
44.37
1.48
1.55
6. 결론 및 분석
이 실험을 통해 진자의 길이에 따라 주기가 변한다는 것을 알 수 있었다. 대체적으로 오차는 작은 실험이었지만 오차의 원인으로 생각해 볼 수 있는 첫 번째는 공기의 저항이 있다. 단진자는 구의 형태로 단면적을 가지기 때문에 공기에 의한 저항으로 진자의 주기가 길어지는 데 영향을 줄 수 있다는 결론을 얻을 수 있다.
두 번째로는 측정의 오류가 있다. 실의 길이를 잴 때 오차가 생겼을 가능성도 있고, 단진자의 질량 중심을 제대로 구하지 못해서 오차가 발생했을 수 있다.
실험의 오차를 줄이기 위해서는 각도, 길이를 정확히 조절하고, 흔들림에 따라 실이 내려오는 것을 막기 위해 실을 잘 감아 두는 방법이 있다. 또한 추가 흔들릴 때 타원을 그리지 않도록 하는 것이 중요하다.
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