[자연과학]실험보고서 - 용수철 조화운동 실험 보고서

용수철 조화운동 실험 보고서 -실험 목적 용수철에 대한 후크의 법칙과 용수철에 매달린 추의 질량과 진동주기와의 관계를 알아보고, 용수철 상수값을 확인합니다. -이론 탄성한계 내에서 용수철에 가하는 힘 F는 변위에 비례 합니다.이는 라는 식을 성립하게 한다. 이를 후크법칙이라고 합니다.(는 용수철 상수로 용수철의 상태가 결정합니다.) 추를 연직 방향으로 향한 스프링에 그냥 걸치면 새로운 평형 상태가 나타납니다. 그리고 강제로 늘려줍니다. 이때 늘어난 길이를 라고 합니다. 힘을 가함에 따라 용수철의 힘에 의해서 가속도를 일으키며 뉴턴운동 제2법칙에 의해 , 가 성립합니다.(는 용수철과 추의 전체 무게, 는 가속도, 용수철의 복원력과 에 대해 반대이므로 음수). 가 성립하므로 는 로 변환 될 수 있습니다. 이것이 단순조화운동의 방정식입니다. 이 방정정식의 일반해는 입니다. 여기서 , 는 초기 조건에 관련하고, 각진동수 이므로 가 성립합니다. 이 식을 보면 조화운동의 주기이 전체질량인 에 비례합니다. 여기서 라 놓으면(은 추의 질량, 는 영향인자, 는 용수철의 질량입니다) 가 성립합니다. 여기서 직선의 기울기를 이용하여 용수철상수를 구할 수 있고 축 절편으로부터 용수철 질량이 조화운동에 미치는 영향인자 값을 구할 수 있습니다. -실험기구 용수철과 전자저울입니다. 추입니다. 50g, 100g, 200g 용수철은 정확히15g입니다. 스탠드와 1미터자입니다. 자세히 보면 미터자가 걸려있습니다. P.S. 저울은 추에 질량이 있어 필요 없고 초시계는 스마트폰으로 대체하였습니다. -실험 방법 #1 용수철 늘어난 길이 측정 및 용수철 상수 값 구하기 1. 먼저 스탠드에 미터자를 고정시킨 뒤 스탠드에 용수철을 달고 보조 추를 달아 줍니다. 2. 보조 추를 달고 평형상태를 원점으로 하고 보조 추에 각종 추를 달면서 추의 질량에 따른 용수철의 늘어난 길이를 측정합니다. 3. 질량의 변화에 따…
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