단진자실험

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단진자실험에 대한 보고서 자료입니다.

목차

Ⅰ. 서론

Ⅱ. 이론적 배경
Ⅱ.Ⅰ.단진자(simple pendulum)실험
Ⅱ.Ⅱ. 2실 진자 실험

Ⅲ. 실험 장치 및 방법
Ⅲ.Ⅰ.단진자(simple pendulum)실험
Ⅲ.Ⅰ.Ⅰ.실험기구 및 장치
Ⅲ.Ⅰ.Ⅱ.실험방법
Ⅲ.Ⅱ.2실 진자 실험
Ⅲ.Ⅱ.Ⅰ.실험기구 및 장치
Ⅲ.Ⅱ.Ⅱ.실험방법


Ⅳ. 실험 결과
Ⅳ.Ⅰ.단진자(simple pendulum)실험 결과 및 정리
Ⅳ.Ⅱ.2실 진자 실험 결과 및 정리


Ⅴ.결론
Ⅴ.Ⅰ.단진자(simple pendulum)실험
Ⅴ.Ⅱ.2실 진자 실험

본문내용

잡아 늘임으로서 길이를 바꿀 수 있다. 보는 2 개의 추의 질량을 여러 점을 통하여 측정할 수 있도록 일정한 구멍이 나 있다.
그림.2
3.2.2. 실험 방법
그림.2의 장치에서 그림.1과 같이 미소각 로 보를 진동시킨다. 보가 20회진동할 때의 시간을 측정하여 주기를 계산한 다음, L의 값에 대한 회전반경 K를 구하고 관성모멘트 I 를 구한다. 관성반경은 에서 구하고 I는 (4)식에 의해 구한다. L의 길이를 변화하면서 위와 같이 구하고, 두 축의 거리(d)를 바꾸면서 위와 같은 방법으로 T, K, I 를 구한다.
4. 실험 결과
4.1. 단진자(simple pendulum)실험 결과 및 정리
각도
L
T
이론값
나무구슬
30˚
0.5ｍ
1.4295
1.4185
0.4ｍ
1.2955
1.2687
0.3ｍ
1.1095
1.0988
쇠구슬
0.5ｍ
1.4295
1.4185
L
T
나무구슬
0.5ｍ
1.4295
쇠구슬
0.5ｍ
1.4295
4.2. 2실 진자 실험 결과 및 정리
no
L
d
T
K
I
1
0.3
0.49
1.0910
0.2433
83.7387
2
0.25
1.0025
0.2449
84.8451
3
0.2
0.9130
0.2493
87.9649
5. 결론
5.1. 단진자(simple pendulum)실험
실험값과 이론값이 비슷하다는 것을 알았으며 진자의 주기는 실의 길이에 영향이 있다는 것을 알았다.
추의 무게는 진자의 주기에 영향을 주지 않는다는 것을 알았다. 추의 무게(힘) 는 추의질량*중력가속도 이므로 무게가 클 경우는 질량이 크거나, 중력가속도가 큰 경우인데, 지구의 같은 장소에서 질량만 다른 추로 실험한다면 주기는 같다.
만일 진자를 달(중력가속도는 지구의 1/6)로 진자를 가져간다면 추의 무게가 가벼워져서 (실은 g 값이 작아져서) 진자는 주기값이 커지므로 추는 느릿 느릿 움직일 것이다.
그러므로 같은 지점에서는 추의 무게와 상관없이 중력가속도는 동일하므로 진자의 주기는 같다.
5.2. 2실 진자 실험
실의 길이에 대하여 관성 모멘트(I)는 반비례 하지만 회전 반경과 주기에 대하여 정비례한다.
결과실험보고서
1. 실험 제목 : 중력가속도의 측정 (단진자)
2. 실험결과① 측정값
<표 1> <표 2>
실의 길이
100㎝
실의 길이
50㎝
추의 반지름
1.76㎝
추의 반지름
1.76㎝
길이1(=+)
102㎝
길이1(=+)
51.8㎝
진 폭
14㎝
진 폭
7㎝
횟수
1(s)
횟수
2(s)
1-2
횟수
1(s)
횟수
2(s)
1-2
0
0
60
120.89
120.89
0
0
60
87.84
87.840
10
20.430
70
141.12
120.69
10
14.550
70
102.49
87.940
20
39.150
80
159.62
120.47
20
29.310
80
117.04
87.730
30
61.510
90
181.98
120.47
30
43.750
90
131.59
87.840
40
81.840
100
202.53
120.69
40
58.520
100
146.14
87.620
50
102.17
110
223.07
120.90
50
73.280
110
160.80
87.520
평균 (60)
120.68
평균 (60)
87.850
② 실험값 계산<표 1>
= 60/60 = 2.0114 (s) = 2√/ => = 42/2 = 991.96 (㎝/2)
오차 = 1.2200
<표 2>
= 60/60 = 1.4625 (s)
= 2√/ => = 42/2 = 954.42 (㎝/2)
오차 = 2.6105
3. 결과 및 토의
진자의 운동은 추의 무게와는 상관 없이, 추를 잡고 있는 실의 영향이 있다. 단진자에서는 줄의 무게보다 추의 무게가 상당히 크다는 가정이 들어가기 때문이다. 주기를 진자의 관성에너지와 중력에 의한 위치에너지의 비로 결정이 되는데, 실의 무게가 추의 무게에 비해 무시할 수 없으면 실도 고려가 되어야 하기 때문입니다. 너무 무겁다고 한 경우는, 두가지 경우가 있을 수 있는데, 첫째는 너무 무거워서 추에 의한 원심력에 의해 실이 탄성체처럼 거동하는 경우입니다. 실의 무게는 일정해야 하는데 무거운 추에 의해 실이 고무줄처럼(과장해서) 길이 방향으로 변형이 생길 수 있습니다. 두번째 경우는 회전관성 모멘트에 의해 주기가 길어지는 경우입니다. 추라고 하는 것은 질량만 존재한다고 보는 것인데, 추가 무거워지면 사이즈가 커질 수 밖에 없고, 그럴 경우 질량 이외에 회전 관성모멘트가 개입되어 주기가 길어질 수 있습니다. 그리고 고려하지 않는 또 한가지 요인은 공기의 저항이나. 실이 묶인 지점에서의 마찰력 등이 있을 수 있겠다.
4. 질문
① 진자의 주기를 1/10까지 측정하려면 어떤 방법이 좋을까?
더 정밀한 시간까지 측정할 수 있는 초시계를 사용하여 진자의 주기를 구한 후 10분의 1을 해 주면 1/10주기를 구할 수 있다.
② 진자의 길이 1m에서 그 길이를 1㎜까지 정확히 측정했다면 중력가속도 값에 미치는 오차는 몇 %가 되겠는가?
진자의 길이 1m를 ㎝로 환산해서 사용 했으므로 ㎜까지 측정 했다면 추의 반지름과 진자의 길이의 합에서 소수 첫째자리 숫자에 영향을 주게 된다. 전체 길이가 변함에 따라 중력가속도의 측정값이 변하게 되는데 그 오차는 1%정도 된다.
③ 이 실험에서 오차에 가장 크게 영향을 미치는 측정값은 어느 것인가?
실험에서 오차에 가장 영향을 크게 미치는 측정값은 이다. 중력가속도를 구하는 공식 = 42/2 직접 측정하는 수치는 과 인데, 는 제곱꼴로 공식에 들어가 있어 보다 더 큰 영향을 미친다.
④ 길이가 50㎝의 진자에서 진폭이 25㎝라면 주기 에 가해야 될 보정 값은 얼마인가?
진자의 운동에서 주기는 진폭과 추의 질량과는 관계가 없으므로 보정해주어야 할 보정 값은 없다.
5. 참고문헌http://kin.naver.com/db/detail.php?d1id=11&dir_id=110202&eid=GibTxlQRSd4Wua9eIWOGwzT62PJ/FdJK&qb=wfjG+LD6IMHWseI=
http://kin.naver.com/db/detail.php?d1id=11&dir_id=110202&docid=1484876

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단진자운동,   2실 진자 실험,   중력가속도측정