[자연과학] 물리학및 실험 과목 - 단진자 운동

1. 실험 목적 단진자의 주기와 길이, 주기와 질량, 주기와 각도와의 관계를 알아보고 중력가속도의 값을 측정한다. 2. 이론 길이가 고정되어 있고 질량을 무시할 수 있는 실에 추를 달아서 지면과 수직인 면 위에서 진동시키는 진자를 단진자라고 한다. 가는 실에 가벼운 추를 달고, 비교적 작은 각도 내에서 진폭을 바꿔가면서 진자가 한 번 왕복하는 데 걸리는 시간을 측정해보자. 진폭이 크면 왕복하는 거리가 더 길기 때문에 진폭이 작을 때보다 시간이 더 오래 걸릴 것 같지만, 진폭에 상관없이 진자의 왕복주기는 같다는 것을 관찰할 수 있다. 진자는 진폭이 비교적 작은 경우 단진동을 하고, 이때 주기는 추의 질량이나 진폭의 크기에 상관없이 중력가속도의 크기와 실의 길이에만 의존하여 의 관계식을 만족한다. 이처럼 주기가 진폭에 상관없이 일정한 것을 단진자의 등시성이라고 하며, 이 원리는 16세기말 늦은 봄의 어느 날 저녁, 이탈리아의 피사에서 일어난 아주 평범한 일에서 갈릴레이에 의해 발견 되었다. 저녁 노을을 바라보는 고요한 마을의 커다란 성당에서, 갈릴레이는 천장에 길게 드리워진 등이 조용히 흔들리고 있는 모양을 퍽 인상적으로 느꼈다. 갈릴레이는 신비스러운 마음이 들어 한참 동안 전등을 지켜보았다. 등이 흔들리는 폭은 점점 줄어들었지만 한 번씩 왕복하는 시간은 똑같은 것 같았다. 갈릴레이의 머리에 문득 한 가지 생각이 떠올랐다. `그렇지!`하며 그는 재빨리 오른손으로 왼손의 손목을 잡았다. `1,2,3,4,5,`갈…
의 관계식을 만족한다. 이처럼 주기가 진폭에 상관없이 일정한 것을 단진자의 등시성이라고 하며, 이 원리는 16세기말 늦은 봄의 어느 날 저녁, 이탈리아의 피사에서 일어난 아주 평범한 일에서 갈릴레이에 의해 발견 되었다. 저녁 노을을 바라보는 고요한 마을… 추시계 역시 이 ‘단진자의 등시성’원리를 이용한 것이다. 중력이 일정할 때 단진자의 주기는 실의 길이에만 의존하므로, 추의 길이를 조정해서 시계의 빠르기를 정할 수 있다.