[자연과학][일반 물리학 실험] 줄의 진동 예비 보고서, 결과 보고서

예비보고서 : 줄의 진동
1. 목적
줄의 진동 특성을 설명하는 파장, 주파수, 줄의 장력과 파동속도가 어떤 관계에 있는지를 알아보자.
① 고무줄과 같은 탄성줄에 발생한 정상파의 파동속도를 구해 보자.
② 비탄성줄에서 발생한 정상파의 파동속도를 알아보자.
2. 이론
진동하는 줄에서 나타나는 파동속도()는 파동의 파장()과 주파수()로 표현될 수 있다.

또한 줄의 파동속도 는 다음과 같이 장력()과 줄의 선형밀도()의 함수로 표현될 수 있다.

선형밀도는 줄의 단위 길이당 질량이다. 고무줄의 경우 이렇게 계산한 선형밀도는 고무줄을 잡아 늘이지 않았을 때 계산한 값보다 더 작다. 고무줄을 잡아 늘였을 때의 선형밀도는 아래와 같이 나타난다.

정상파는 파장, 속도, 진폭이 동일한 2개의 파동이 동일한 매질을 통해 반대 방향으로 진행하다가 중첩되어 서로 간섭할 때 발생한다. 줄의 진동은 줄의 길이에 따라 다양한 고유진동모드를 가진다. 가장 단순한 형태는 줄의 양쪽 끝이 마디이고 가운데가 볼록한 배를 갖는 형태의 진동이다. 이 경우 줄의 길이()는 파동의 파장()의 1/2과 같다. 다음으로 줄은 각 끝과 가운데에 마디가 있고 2개의 …