[일반물리실험] MHD Boat 실험계획서

소개

"[일반물리실험] MHD Boat 실험계획서"에 대한 내용입니다.

목차

1. Abstract
2. Theory and Principle
3. Experimental device & material
4. Procedure
5. How to design
6. Schedule
7. Reference

본문내용

7주차) I(W), B(W)를 구하여 추진력을 최대로 하는 W값을 구한다.
1. 전극의 폭을 바꿔가며 전류의 세기를 멀티미터로 측정한다. (교재 pp. 63~64 참고)
2. 전극의 폭을 바꿔가며 자기장의 세기를 자기장센서로 측정한다. (교재 pp. 63~64 참고)
3. 데이터를 분석하여 추진력을 최대로 할 수 있는 W값을 구한다. I와 B를 매 W마다 따로 구하는 것이 아니라, I와 B의 곱이 최대가 될 때를 찾는다. (실험을 반복하여 최적의 W를 찾는다.)

9주차 ~ 10주차) 선체설계
이전에 구했던 W를 이용하여 선체를 설계한다. 디자인은 본문의 5.How to design과 같이 한다. 이 때, 식을 살펴보면 선체 관련 요소인 와 이동 속력 유체의 밀도, 등과 연관되어 있으며 결론적으로 종단속도 를 구해야 한다. 하지만 종단속도에 도달하거나 도달하더라도 그것을 실험적으로 인지하기가 어려울 것으로 예상된다. 따라서 꼭 이론적인 식에 따르기보다는, 직접 선체를 바꾸어 가며 그 효율을 파악해보는 것이 중요하다. (이동 속력의 제곱과 유체저항이 비례하는 만큼, 10주차에 측정했던 를 최대로 하되, 조화를 이루도록 해야 한다.)

10주차 ~ 11주차) 엔진설계 및 효율분석
엔진을 설계하고 엔진 효율을 측정하는 실험을 진행한다. 엔진 전극 전압과 엔진으로부터 배출되는 유체 속도 <>를 측정해야 한다. 싸이클로이드 운동을 하면서, 의 평균 속도로 움직일 것으로 예상된다. 이 때, 눈에 보이는 색깔의 잉크를 사용하여 측정한다. 또는, 육안으로 속도를 구분하기 힘들다면 다음과 같은 방법을 생각해본다. 초당 촬영할 수 있는 프레임이 조절 가능한 휴대전화 카메라로 연속사진 또는 영상을 촬영하고 컴퓨터로 옮겨 분석한다. 일정한 시간간격으로 촬영했다면, 배의 특정점이 일정한 시간 동안 움직인 거리를 알아낼 수 있을 것이다.

참고자료

· PHYSICS　104 General Physics Lab 2 Manual, Design & Build Physics Lab:MHD Boat, Department of Physics, POSTECH, pp. 52~65