일반물리학 실험 감쇠조화 진동자

목차

Ⅰ.실험목표

Ⅱ.이론적 배경

Ⅲ. 실험방법

Ⅵ.결과

Ⅴ. 토의

Ⅵ. 참고문헌

본문내용

같다. 이 데이터를 이용하여 함수를 구해보면 다음과 같다.
Data: Data1_B
Model: ExpDec1
Equation: y = A1*exp(-x/t1) + y0
Weighting:
yNo weighting
Chi^2/DoF= 2.51655
R^2= 0.99991
y0-543.24667186.78489
A1989.1747183.90954
t124.894825.7216
이를 통하여 의 값을 구해보면
지금 구한 값은 자석을 멀리 두었을 때 값이었고, 자석을 가까이 하여 그래프를 통해 구한 의 값은 다음과 같다.
4) 구하기
는 자석이 원판으로부터 멀리 있을 때와 가까이 있을 때 각각의 를 구하였다.
데이터를 기계가 알아서 진동수를 조정하며 의 그래프를 그려주었다.
a) 자석 멀리 두었을 때,
ｂ）자석 가까이 두었을 때,
이론적인
a)의
오차:
b)의
오차:
는 기계의 위의 파장과 아래의 파장을 비교하여 위상차가 얼마나 나는지를 알아본다. 일단 처음 중간 마지막 부분으로 나눠서 각각의 위상차를 구한다.
두 그래프의 위상차 0
두 그래프의 위상차
두 그래프의 위상차
두 그래프의 위상차
두 그래프의 위상차
Ⅴ. 토의
이번 실험의 목표는 감쇠진동에 대해서 여러 가지 실험을 하고 이해하는 것이 목표였다. 여러 가지 수학적인 요소가 들어가 상당히 들어가 있어서 여러 가지 이해하는 데는 물론이고 데이터를 정리하는데 어려움이 있었다. 실험은 단계적으로 실행시켰는데, 처음에는 알루미늄의 원판의 관성모멘트를 구하였고, 두 번째는 용수철의 비틀림 상수를 토크를 이용하여 구하였다. 그 다음으로는 감쇠진동 그래프에서 피크 값만을 구분하여 초월 함수의 그래프 형식인 로 나타내었다. 따라서 관성모멘트의 값을 알고 있고 exp의 승수를 알고 있으므로 상수 b를 구할 수 있었다. 마지막으로는 기계를 통하여 최대 각속도인 를 구할 수 있었는데, 이는 기계가 알아서 진동수를 바꿔가며 각속도의 값을 피팅하는 그래프를 통하여 알 수 있었다. 이 실험은 총 두 번 하였는데, 처음은 자석을 멀리 두어서 돌아가는데 별 방해가 없게 만든 것과, 자석을 가까이 하여 원판이 돌아가는데 방해하는 힘이 강한 조건을 만들어 각각 두 번의 실험을 하였다. 즉 이것은 의 값을 변화 시켜가면서 측정을 한 것이다. 이를 통해서 을 실험적인 방법과 공식을 통한 방법 두 가지를 통하여 구할 수 있었다. 이를 비교해 보면 조금은 차이가 나지만 내로 값이 맞아 떨어졌다. 생각보다 상당히 정확했다. 모든 측정값들이 상당히 작아서 오차가 심각하게 날 줄 알았지만 그렇지가 않았다. 오차의 원인으로서는 기계적인 오차도 있을 수 있지만 사람이 저지른 인위적 오차가 있을 수 있을 것이다. 예를 들면 측정오차 등이다. 마지막으로 조사한 값은 함수들의 위상 차이였다. 이론적으로 살펴보면 driving frequency()가 0에 다가 갈 때, 두 위상차는 0이 되고 가 될 때 두 함수의 위상차는 가 된다. driving frequency()가 무한히 커질 때는 두 그래프의 위상차가 에 가까워진다. 실제 위에서의 진동함수와 아래서의 진동함수를 비교하였을 때 각각의 경우에(두 함수의 처음, 중간, 끝) 거의 정확하게 위상차가 나타났다. 이는 같은 시간을 기준으로 하여 파형을 그래프로 그려 같은 지점에서 얼마만큼의 차이가 나는가에 따라 아주 정확하지는 않지만 대략적인 위상차를 구할 수 있었던 것이다.
Ⅵ. 참고문헌
물리실험 manual- 실험 13장
http://dic.search.naver.com/search.naver?sm=tab_hty&where=dic&query=%B0%A8%BC%E8%C1%F8%B5%BF

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