용수철 단조화운동 실험방법 & 결과 리포트

용수철 단조화운동 실험방법 & 결과 리포트 자료입니다.

1. 목적
2. 사용기기
3. 실험이론
4. 실험 방법
5. DATA 및 결과
1) 실험값 계산 : 경사면 각도 A(20˚)
2) 실험값 계산 : 경사면 각도 B(10˚)
6. 실험결론 및 의견
7. 참고문헌

용수철 단조화운동 실험방법 & 결과 리포트
용수철의 단조화 운동




1. 목적
용수철에 대한 후크의 법칙과 경사면을 따라 진동하는 추의 단순조화 진동을 살피고 주기를 구한다.

2. 사용기기
경사대, 수레, 용수철, 질량조절추, 초시계, 스탠드, 집게, 저울

　≪ 사 진 ≫

3. 실험 이론
용수철에 매달린 추는 용수철이 늘어난 길이에 비례하는 복원력을 받으므로 단순조화 진동을 하며, 그 진동주기 T는 추의 질량이 m, 용수철 상수 k의 합수로서 다음 식으로 결정된다.

　　　　　　m
T = 2π√───
　　　　　　k

용수철의 탄성상수 k는 추에 작용하는 용수철의 복원력과 중력이 평형을 이루는 것을 이용하여 결정할 수 있다.
두 개의 용수철을 직렬 또는 병렬로 이어 쓰면 용수철의 유효 탄성상수의 값이 달라진다.
용수철의 질량을 무시하면 직렬연결의 경우 두 용수철이 각각 늘어난 길이가 더 해지므로 전체적으로 늘어난 길이 X는 다음과 같다.

　　　　F　　　　　　　　F　　　　　F
X = ──── = x + x = ─── + ────
　　　K유효　　　　　　　K₁　　　　K₂

따라서 유효 탄성상수의 값은 다음과 같다.

　　F　　　　　　F　　　　F
──── = = ─── + ────
　K유효　　　　　K₁　　　K₂

두 개의 용수철이 동일하다면

　　F　　　　　　1
──── = = ─── K 가 된다.
　K유효　　　　　2


병렬연결의 경우 두 용수철이 늘어난 길이가 같고, 이것이 전체적으로 늘어난 길이가 되므로

K유효
= k1+k2 = 2k 이다.




≪ … 중 략 … ≫




6. 실험 고찰 및 의견
이번 실험의 목적은 용수철에 대한 후크의 법칙과 경사면을 따라 진동하는 추의 단순조화 진동을 살 피고 주기를 구하는 것이었다.
이번 실험에서 알 수 있었던 것은 빗면의 기울기, 수레의 질량이 증가됨에 따라 용수철 길이가 증가됨을 알 수 있고 그에 반해서 용수철의 탄성상수k는 질량과는 무관하다는 것을 실험값으로 확인할 수 있었다.
또 용수철 2개 직렬연결시 탄성상수k값이 1/2로 줄고 병렬연결시 약 2배정도 늘은 것을 실험값으로 알 수 있는데 이것으로 예비리포트를 쓸 때 공부했던 이론이 성립된다는 것을 알게되었다. 직렬연결의 경우 두 용수철이 각각 늘어난 길이가 더해지므로 두 개의 용수철이 동일하다면 이고 병렬의 경우 두 용수철이 늘어난 길이가 같고, 이것이 전체적으로 늘어난 길이 가 되므로 K유효 = k1+k2 = 2k가 됨을 확인 할 수 있었다.
이번실험도 역시 오차가 났는데 우선 그 원인으로 들고 싶은 것은 바로 수레의 마찰력이다. 실험 상에서는 이 마찰력을 무시했으나 실제로 이 힘은 실험상에서 무시할 수 없는 한 종류의

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