용수철 진자와 단진자의 주기 측정

목차

1. 실험 원리

2. 실험 방법

3. data 결과

4. data 분석

5. 토 의

본문내용

8.47s
0.8556s
평 균
8.456s
평 균
0.85670s
27.55cm
3회
10.43s
1.0545s
1.0404s
1.05804s
1.05348s
10.36s
1.0635s
10.43s
1.0637s
10.38s
1.0548s
10.42s
1.0537s
평 균
10.404s
평 균
1.05804s
35.25cm
3회
11.90s
1.1934s
1.1818s
1.19068s
1.19164s
11.76s
1.1901s
11.83s
1.1891s
11.86s
1.1885s
11.74s
1.1923s
평 균
11.818s
평 균
1.19068s
4. Data 분석
* 단순 조화 운동 1 : 스프링
이론주기 식을 이용하여 구하고, 실험 주기는 를
이용하여 구하고, 오차는으로 구한다. 이렇게 구한 값들은 아래 표와
같다
.
질 량
진동 횟수
평균 시간
측정 주기
이론 주기
오 차
100g
10회
4.760s
0.4760s
0.3963s
20.11 %
200g
10회
6.576s
0.6576s
0.5605s
17.32 %
300g
10회
8.063s
0.8063s
0.6865s
17.45 %
* 단순 조화 운동 2 : 진자-길이 변화에 따른 진자주기 측정
이론주기 식을 이용하여 구하고, 실험 주기는 를
이용하여 구하고, 오차는으로 구한다. 이렇게 구한 값들은 아래 표와
같다.
실 제
측정주기
기 계
측정 주기
이론주기
실제 측정주기 오 차
기계 측정주기
오 차
0.84560s
0.85670s
0.83119s
1.73 %
3.06 %
1.0404s
1.05804s
1.05348s
1.24 %
0.43 %
1.1818s
1.19068s
1.19164s
0.82 %
0.08 %
5. 토 의
이번 스프링 실험에서 20~17% 정도의 오차가 발생했다. 이렇게 큰 오차가 발생한 이유를 생각해 보니
첫째, 지난번 실험과 마찬가지로 이번에서 시간을 측정 할 때, 센서를 이용하 여 시간을 측정한 것이 아니라 휴대폰 스탑 워치로 측정을 하여 시간에 대한 오차가 있었을 것이다.
둘째, 스프링을 당겼다가 놓을 때, 스탠드에 걸쳐 있는 스프링 고리 부분이 고정되어 있지 않아 계속 움직이는 경우가 발생했다. 그래서 손으로 잡고 측정 을 했는데, 그 부분에서 오차가 발생했을 것이다.
셋째, k값을 구하기 위해 스프링 자체 길이와 100g추를 올려놓았을 때 스프링 길이를 측정했는데 이 부분에서 버니어 켈리퍼스 같이 정밀한 측정 기구가 아 니라 줄자를 이용하여 측정했고, 스프링이 매달려 있을 때 측정했기 때문에 측 정하는데 오차가 발생했을 것이다.
단진자 실험에서는 스프링 실험보다 오차가 확연히 줄어들었다. 3~0.08%정도 의 오차가 났는데 거의 정확하다고 보면 될 것이다. 그러나 센서 실험에서 오 차가 3%가 난 것은 무엇인가 실수가 있었을 것이라 생각된다. 그것을 생각해 보면 구슬을 놓았을 때 실과 스탠드가 90도가 되게 떨어뜨려야 하지만 실수로 인해 기울어지게 놓아서 오차가 발생했거나, 센서를 놓는 위치가 잘못 되어서 오차가 났을 것이다.

키워드

용수철 진자,   용수철,   단진자 ,   주기측정,   단순조화운동