[일반물리] 줄의진동

제목 : 줄의진동

1. 실험 목적줄에서의 정상파를 이해한다. 줄의 장력과 속도간의 관계를 이해하고 줄의 선밀도를 구할 수 있다.

2. 실험 원리양끝이 고정된 현을 진동시키면 현을 따라 진동수와 진폭이 같은 두 파동이 반대 방향으로 진행하게 된다. 따라서 현에는 이 두 파동이 합성파인 정상파가 생긴다. 길이 L인 선밀도 ρ 인 현을 장력 T로 잡아 당겼을 때 현에 전달되는 횡파의 속도 v 는

V〓이고 정상파의 파장 λ와 현의 고유진동수 f는
f〓 이다. 여기서 n은 정상파의 배수 이다.첫 번째 그림과 같이 진동이 현에 수직한 경우 진동수 f와 현의 진동수 은 같게 된다. 즉

이다. 두 번째 그림과 같이 진동이 현에 평행한 경우에는 임의적 진동이 두 번 진동하는 동안 현은 1회 진동하므로 현이 공명을 일으킬 때는 임의적 진동 f와 현의 진동는

이다.
3. 실험 기구 1.파동발생기 (SP8024) 2. POWER AMPLIFIER (CI-8662) 3. 실 4. 추 5. 추걸이
6. 도르래 7. 지지막대 8. 패치코드 9. 줄자

4. 실험 방법1) Science Workshop interface를 컴퓨터에 연결하고 interface와 컴퓨터를 켜라.2) POWER AMPLIFIER의 DIN plug를 interface의 Analog Channel A에 연결하라.3) 줄의 진동.ds 파일을 열어라.4) Analog Channel A 를 POWER AMPLIFIER 로 설정 한다.(주의 : 실험기구의 과부하를 피하기 위해 실험 기구 설치가 완성될 때 까지 POWER AMPLIFIER 의 전력 스위치를 켜지 말아라.)5) 파동발생기를 수평 지지대 근처의 실 아래에 놓아라. 실을 파동발생기의 맨 위에 있는 가는 구멍에 넣어 파동발생기가 실을 아래위로 진동할 수 있게 하라. 패치코드를 사용하여 파동발생기를 POWER AMPLIFIER의 출력 잭에 연결하라.6) 줄자를 사용하여 진동할 실 구획 길이 L를 측정하라.7) POWER AMPLIFIER의 뒤 쪽에 있는 전력 스위치를 켜라.8) 실의 끝에 추걸이를 달고 추걸이에 50g의 추를 매단다.(추걸이와 추의 질량이50g이 되도록 한다.)9) 줄의 정상파의 배수(n)가 1이 되도록 진동수를 조절하라.

(…(생략)

11) 추의 질량을 70g , 90g, 110g,130g로 바꾸고, 8),9)을 반복하라. 진동수를 실험결과에 기록한다

12) 파동 발생기를 수평지지대의 수직으로 바꾸고 8)~10)을 반복하라(줄의 수평으로 진동을 줄 수 있게 장착한다.) 진동수를 실험 결과에 기록한다.

5. 손가락질문