[일반물리학실험]단진자에 의한 중력가속도 측정

소개

"[일반물리학실험]단진자에 의한 중력가속도 측정"에 대한 내용입니다.

목차

1. 실험 목적

2. 실험 이론 및 원리
1) 실험 원리
2) 실험 배경
3) 수식 정리

3. 실험 방법
1) 실험 과정

4. 실험 결과
1) 예상 결과
2) 실험 data
3) 실험 분석

5. 토의 사항
1) 실험 고찰
2) 오차의 원인
3) 결론

본문내용

1. 실험 목적
1.1. 단진자의 주기를 측정하여 중력가속도의 값을 구하고, 위치에너지와 운동에너지의 변화를 구하여 총 역학적 에너지가 보존되는가를 알아본다.
1.2. 본 실험은 회전센서에 연결된 단진자의 주기적 운동을 통해 중력가속도를 측정하는 것이다. 단진자는 중력에 의한 복원력 때문에 주기적 운동을 하게 되며, 이 경우 단진자의 주기 및 진동수는 중력가속도와 줄의 길에의 의해 결정된다. 단진자는 단단한 줄에 추를 메달아 중력가속도, g를 결정한다.

2. 실험 이론 및 원리
2.1. 실험 원리
위쪽이 고정되어있고, 질량이 무시될 수 있는 끈의 아래쪽에 크기를 무시할수 있는 질량 m 인 추가 매달려 주시운동을 하는 역학계를 단진자라고 한다. 단진자를 통해 역학적 에너지 보존 법칙을 설명할 수 있다. 역학적 에너는 물체의 속력에 따라 결정되는 운동에너지 E _{k}와 물체의 위치에 따라 결정되는 위치에너지 E _{p}의 합으로 정의된다. 그리고 위치에너지가 운동에너지로, 또는 그 반대로 전환되기도 한다. 외부의 물리적 작용이 없을 때 운동에너지와 위치에너지의 합은 일정하게 유지된다. 이것을 역학적 에너지 보존이라고 한다.

2.2. 실험 배경
그림 1과 같이 위쪽이 고정되어 있고 질량이 무시될 수 있는 끈의 아래쪽에 크기를 무시할 수 있는 질량 m인 추가 매달려 주기운동을 하는 역학계를 단진자라고 한다. 이 단진자의 위쪽 끝에서 추의 중심까지의 거리를 l로 나타내자. 단진자가 수직선과 이루는 각이 θ일 때 추에 작용하는 접선력은 mgsinθ이며, 항상 안전 평형점인 θ=0을 향해 복원력의 역할을 하게 된다. 따라서 접선방향의 운동방정식은 다음과 같다.

참고자료

· 일반물리학실험, 강원대학교 물리실험교재편찬회, 청문각, 2009, pp. 2-35～2-40
· 일반물리학실험, 한국물리학회 편저, 청문각, 2008, FMN-4
· 동영상을 이용한 일반물리학실험, 서울과학기기, 북스힐, 2008, pp. 139～146
· 대학물리학, 강원대학교 물리교재편찬회, 청문각, 2010, pp. 182～189