[부산대학교 일물실1 A+]일반물리학실험1 단조화 운동 결과보고서

목차

1. 실험 목적

2. 실험 원리

3. 실험 기구 및 재료

4. 실험 방법
1) 실험 1) 용수철 상수 구하기
2) 실험 2) 주기 측정하기

5. 측정값
1) 실험 1) 용수철 상수 구하기
2) 실험 2) 주기 측정하기

6. 실험 결과
1) 실험 1) 용수철 상수 구하기
2) 실험 2) 주기 측정하기

7. 결과에 대한 논의

8. 결론

본문내용

1. 실험 목적
- 단조화 운동을 하는 물체를 영상으로 촬영하여 tracker 프로그램을 사용하여 주기를 측정 한다. 참조1
- 주기와 물체의 질량 및 용수철 상수와의 관계를 배운다.참조1

2. 실험 원리
용수철이라는 이름은 용의 수염과 같이 모양이 변했을 때 원래의 모양으로 돌아가는 성질이 있다는 것을 나타내는 이름이다. 이처럼 용수철을 당겼다가 놓으면 원래의 상태로 돌아가는 성질을 ‘탄성’이라고 하며 우리 주변에서 탄성을 가지고 있는 물체를 이용하는 경우를 쉽게 찾을 수 있습다. 또한 탄성을 가진 물체를 탄성체라고 하며, 탄성체의 모양을 변하게 하면 원래의 모양으로 돌아가려는 힘이 생기는데, 이러한 힘을 ‘탄성력’이라고 한다. 참조2

탄성력의 크기에 영향을 주는 것이 무엇인지를 실험을 통해서 밝힌 사람은 영국의 과학자인 로버트 훅이며 그는 1678년 용수철을 이용한 실험을 통해 탄성력의 크기가 탄성체의 모양이 변한 정도에 비례한다는 것을 알아냈다. 로버트 훅이 발견한 것을 식으로 나타내면 아래와 같으며 이것을 훅의 법칙이라고 합니다.참조2

<중 략>

3. 실험 기구 및 재료
디지털 카메라, 삼각대, 트랙, 수레, 저울, 용수철, 도르래, 스탠드, 실, 추와 추걸이, tracker 프로그램 참조1

4. 실험 방법
실험 1) 용수철 상수 구하기
(1) 수레의 질량을 측정하고 스탠드와 피벗 클램프를 사용하여 장치를 설치한다. 트랙의 기울기는 적절히 조정한다.
(2) 추걸이에 추를 올리지 않은 상태에서 수레의 위치를 기록한다.(x _{0})
(3) 추의 질량(m)을 증가시키면서 수레가 어느정도 이동한지와 추의 질량을 기록한다.
(4) 힘(F=mg)와 평형점으로투버의 위치 변화 x에 대한 그래프를 그린다. 데이터들로부터 직선의 기울기를 구하고 이 기울기가 용수철 상수 k가 된다.

실험 2) 주기 측정하기
(1) 추와 추걸이를 제거한다.

참고 자료

일반물리학실험, 제6판, 부산대학교 물리학교재편찬위원회, 청문각, 2017, p.377 ~ p384
훅(Hooke)의 법칙, https://blog.naver.com/moeblog/220429063671
라플라스 변환의 정의, ROC(Region of Convergence) 기초, https://blog.naver.com/tlsrka649/221545791753
훅의 법칙 , https://ko.wikipedia.org/wiki/%ED%9B%85%EC%9D%98_%EB%B2%95%EC%B9%99