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단진동 운동

저작시기 2009.03 |등록일 2010.04.19 한글파일한글 (hwp) | 10페이지 | 가격 1,000원

소개글

단진동 운동

목차

1. 실험 목적
2. 이론적 배경
3. 실험 과정
4. 실험 결과 및 분석
5. 오차 및 오차 원인 분석

본문내용

1. 실험 목적
단진자의 주기와 관계되는 양들을 살펴보고 중력가속도(g)의 값을 측정한다.

2. 이론적 배경



- 그림과 같이 질량이 무시되는 길이 인 실에 크기가 무시될 수 있는 질량 인 추가
추의 중심에서 진자 끝까지의 거리가 이 되도록 매달려 주기운동을 하는 것을 단진자라
한다. 추 이 되돌아가려는 힘 는
----------------- ①
만약 진폭이 작아서 (5°이하)라 하면 이므로 식 ①은
----------------- ②
가 된다. 이 미분방정식의 해는
---------------- ③
이고 이 때 는 진폭이며 이다.  이므로
-------------------- ④
가 된다. 따라서,
-------------------- ⑤
이다. 그러므로 이 식에서 와 을 알면 값을 구할 수 있다.
※ 진폭이 아주 작지 않은 경우, 즉 가 아닐 때는
----- ⑥

이 되고 추의 반지름 이 끈의 길이 에 비해 무시할 수 없을 때, 이에 대한 보정식은
------ ⑦
이다. 위의 요소를 동시에 보정하려면
-- ⑧
가 된다.

3. 실험 과정
① I-CA를 설치하고 카메라 설정(AES 이상), 좌표계 설정 등을 한다.
② 진자를 스탠드에 매달아 놓는다.
③ 각도를 10°이하로 하여 진자를 움직이는 동시에 화면 캡쳐를 한다.
이 때 진자의 주기가 6회가 되도록 한다.
④ 결과 분석 과정에서 T-x graph를 선택하여 진자의 운동을 관찰해본다.
⑤ 실의 길이를 15, 20, 25, 30cm로 바꾸어 가며 실험을 반복한다.
⑥ 주기와 길이를 이용하여 중력가속도 g를 구한다.
이 때 길이는 물체의 질량중심에 대하여 보정한 값을 사용한다.

4. 실험 결과 및 분석
- 의 식에 각각의 진자 길이를 대입하여 이론적인 주기를 구한다.
- 실험 결과 그래프를 이용하여 실험에 의한 주기를 구한다.
- 주기의 이론값과 실험값을 비교하여 본다.
- 실험에 의한 주기와 진자 길이를 의 식에 대입하여 중력가속도를 구한다.
- 중력가속도의 이론값과 실험값을 비교하여 본다.




① 진자 길이 15cm

참고 자료

- http://www-ph.postech.ac.kr/Edulab/
(일반물리실험 홈페이지에서 단진동 운동 안내 자료)
- Fundamentals of physics, Haliiday, Resinick, Walker, 8th.
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