검색어 입력폼

[물리실험보고서]용수철을 이용한 진자주기 실험

저작시기 2006.08 |등록일 2007.03.31 한글파일한컴오피스 (hwp) | 8페이지 | 가격 1,000원

소개글

위 자료는 물리 실험보고서로서, 용수철을 이용하여 진자의 주기 특성을 알아보는 실험입니다.
PASCO 실험 기구를 이용하였습니다.

목차

Ⅰ. 서론
Ⅱ. 이론
Ⅲ. 실험방법
Ⅳ. 결과 및 분석
Ⅴ. 결론

본문내용

Ⅱ. 이론
① 탄성력과 훅의 법칙
용수철이 움직이기 위해서는 어떤 외력이 필요하다. 이때 용수철을 움직이게 해 주는 힘은 바로 탄성력이다. 탄성이란, 물체에 힘을 가했을 때 모양은 변하지만 외력이 사라지면 원래의 모양으로 되돌아오는 현상을 말한다. 물체가 변형되었을 때 물체 내부에서 원래 상태로 되돌아가려는 힘이 탄성력이며, F=-kx로 주어진다.(x는 변형된 길이) 이렇게 힘이 변형 x에 비례한다는 법칙이 바로 훅의 법칙이다. 여기서 k값은 용수철마다 가지고 있는 특성의 값으로 각각의 용수철마다 모두 다른 값을 가진다. k를 용수철 상수라고 부르며, 여러개의 용수철을 연결할 경우 total k값은 달라지게 된다.
직렬연결의 경우 과 같이 주어지게 된다.
병렬연결의 경우 과 같이 주어지게 된다.

② 진동
용수철의 운동 같은 경우 변위(x)의 변화를 그래프로 나타내어 보면 진동운동을 한다는 것을 알 수 있다. 그런데, 이 경우 진동운동의 특성상 주기(period)와 진동수(frequency)는 항상 일정하고 역학적 에너지 손실(공기의 저항)에 의해 진폭(amplitude)만 달라진다.
또한 주기와 진동수 사이에는 다음의 관계가 성립한다. ,

③ 감쇠 진동(damped oscillation)
실제 운동하는 계에서는 항상 약간의 마찰이 있기 마련이다. 이런 마찰로 인해 진동은 시간에 따라서 감쇠한다. 용수철의 경우 진폭이 줄어드는 것이 바로 감쇠이다. 외부의 추가적인 힘(저항력)을 -bv 라고 하면, 가 된다. 또한 뉴턴의 제 2법칙에 의해 으로 나타낼 수 있다.
이 방정식을 풀면 으로 나타난다.(문헌 참고) 결국, 진폭의 최대값(peak)를 이은 그래프는 형태로 나타나게 된다.

참고 자료

․ High Top 물리 Ⅱ (6차), 김종권, 두산동아
․ 대한 물리학 제 10판, YOUNG & FREEDMAN, (주) 북스힐
다운로드 맨위로