[A+, 한양대 에리카] 일반물리학실험1 5. 용수철 단진동

소개글

"[A+, 한양대 에리카] 일반물리학실험1 5. 용수철 단진동"에 대한 내용입니다.
제공된 레포트 양식을 따라서 표지를 제외한 본문의 글자 크기는 10~12pt, 줄 간격은 200%입니다.
구매시 참고바랍니다.

목차

1. 실험제목
2. 실험목적
3. 이론 및 원리
4. 장치 및 방법 (Experimental method)
5. 실험 결과 (Results)
6. 분석 및 토의 (Discussion)
7. 결론
8. 참고문헌 (References)
실험 분석 질문

본문내용

1. 실험제목
용수철 단진동

2. 실험목적
용수철에 매달려 진동하는 추의 단진동을 관찰하고, 진동 주기와 용수철 상수를 구해본다.

3. 이론 및 원리
용수철 힘
용수철에서 용수철 힘 는 고정되지 않은 끝의 평형위치로부터의 변위 에 비례하며 용수철 힘은 다음과 같다.
(Hooke의 법칙)
위 식에서 음의 부호는 용수철 힘의 방향이 변위의 방향과 항상 반대라는 뜻을 가지며, 상수 는 용수철 상수로서 용수철의 탄성을 나타내며, 단위는 를 사용한다. 가 크면 용수철의 탄성이 크다. 용수철의 탄성이 크면 주어진 변위에 대해 더 강하게 밀거나 당기려는 복원력이 작용한다.
복원력은 평형상태가 아닌 계를 평형상태로 돌아가게 하려는 변형력으로 속도와 상관없이 물체의 위치에 의해 결정된다. 평형 위치로부터 벗어난 물체는 복원력에 의해 왕복운동을 하며 진동한다.

단순조화운동(SHM)
일정한 시간간격 동안 반복하는 어떤 운동을 진동운동, 혹은 조화운동이라 한다. 단진동이라고도 불리며 이와 같은 운동은 시간의 사인함수이다. 단순조화운동은 입자에 작용하는 힘이 입자의 변위에 비례하지만 방향이 반대일 때 일어나는 입자의 운동이다. 단진동은 속력이 변하는 운동이므로 가속도 운동이다. 복원력에 뉴턴의 법칙을 적용하면 다음과 같은 식을 나타낼 수 있다.

위 식에 따르면 가속도는 평형 지점으로부터의 거리에 비례한다. 용수철이 가장 먼 지점에서 움직이기 시작해서 다시 그 지점으로 돌아올 때까지 걸리는 시간은 항상 일정하며 이는 진동 주기이다.

감쇠 단순조화운동
진동자의 운동이 외부력에 의해 약해질 때 진동자의 진동이 감쇠된다고 한다. 공기 저항과 같은 비보존력이 계의 운동을 방해하기 때문에 실제 진자 운동에서는 역학적 에너지가 감소한다. 감쇠하는 진동의 경우 역학적 에너지는 일정하지 않고, 시간에 따라 감소한다.

참고 자료

없음