[자연과학] 일반물리학 실험 - 소리의 속도

실험 제목 : 소리의 속도

1. 실험 목적 및 원리

- 소리가 긴 관을 메아리쳐 돌아오는 시간을 측정한다.
- 소리의 속도를 결정한다.
- 실험을 통해 얻어진 속도와 일반적으로 알려진 음파의 속도를 비교한다.

2. 예비 질문에 대한 답변

1) 천둥소리와 번개에 대한 관계를 유추해 보면 흐린 날 천둥소리가 들리기 전에 번개를 본 후에 시간 간격을 측정하였다면 일반적으로 천둥소리는 얼마 후에 들리게 될까 예상해 보아라. 속도의 단위는 m/s로 표시되므로 이를 이용하여 가상의 상태에서 소리의 속도를 나타내라.

- 빛의 속도는 약 30만km/s이고 소리의 속도는 약 340m/s이다. 천둥소리가 얼마 후 들리는지 예상해보면 거리=속력x시간 이므로 번개가 내리친 지점에서 ‘나’까지의 거리/음속(340m/s) 의 값이 시간(t)가 된다.

2) 그동안 배운 실험을 응용하여 이와 같은 소리의 속도를 측정 할 수 있는 방법을 생각해 보고, 그 방법에 대해서 설명하여라.

- 메아리를 이용한다. 산에서 소리를 크게 낸 후 그 소리가 반대쪽 산에 부딪치고 나서 다시 내가 들을 때까지의 시간을 잰다. 1/2산사이의…(생략)

3. 실험 방법 요약

① Microphone 을 Labpro 에 연결시킨다.

② 현재 온도와 관의 길이를 기록한다.

③ [일반물리 실험] 폴더에서 [12 소리의 속도.cmbl] 파일을 열고, 메뉴에서 [다른 이름으로 저장] 선택해서 분반과 조가 표시되는 파일명으로 저장하시오. (예, 소리의 속도 00 반 00 조“)

④ [수집] 버튼을 누른 후 관의 입구에서 손가락이나 나무로 소리를 내고 microphone 으로 측정한다.

⑤ 5 회를 반복하여 평균 시간간격을 결정한다.

4. 결과 분석

1) 여러분이 얻은 그래프 데이터를 이곳에 붙인다.

2) 여러분이 얻은 데이터를 바탕으로 다음 표를 작성하여라.

3) 시간간격을 왕복시간으로 계산하여 음파의 속도를 계산하여라.

4) 일반적으로 음파의 속도는 0℃에서 331.5m/s이며 1℃ 증가할 때마다 0.607m/s씩 증가한다. 측정된 음파의 속도와 상온에서 일반적인 음파의 속도를 비교하여라.

5. 고찰