단순 조화 운동과 강제 진동

2. 토의 1. 이론치와의 오차 이번 실험은 용수철 상수를 측정하여 계산한 단순조화운동의 주기값과 중력 하에서 물체를 용수철에 매달아 상하 운동시켜 측정한 주기를 비교하는 실험이다. 여기에 덧붙여, 파형 구동자를 사용하여 일정한 크기의 외력이 작용하는 강제진동의 경우도 모션센서를 이용하여 그래프의 개형을 그려 구동주파수가 자연 진동수와 약간 차이가날 때와 거의 일치할 때의 그래프 개형의 차이를 알아보는 실험이다. 단순조화운동 실험에서 이론적인 진동 주기값 T=0.822(sec)로 계산되었고, 평균 진동주기 T`=0.846(sec)로 측정되어 오차는 -2.92(%)정도로 나타났다. 그리고 강제진동 실험에서는 이론적인 자연 진동수 값은 1.22(Hz)였지만, 실제로는 구동주파수가 1.153(Hz)일 때 의도했던 (구동주파수와 자연 진동수가 거의 일치할 때의) 그래프 개형이 나타났다. 2. 오차의 원인 & 오차를 극복하기 위한 방법 ① 이론 오차 결과 분석을 할 때 이론적인 중력 가속도 g를 9.8㎨로 잡아서 계산했는데, 이는 북위 37°에서의 표준 중력 가속도인 9.799㎨와 약간의 차이가 있으며, 표준 중력 가속도 역시 실험실에서의 실측 중력 가속도와 미세하나마 차이가 있을 수 있으므로 계산 결과에 약간의 오차가 발생할 소지가 있다. ② 실험 오차 * 환경 오차 - 실험할 때 이용한 테이블이 지면과 완전히 수평이 되지 않았을 수 있다. 또한 용수철을 매달거나 파형 구동자를 설치한 스탠드도 지면과 완벽하게 수직을 이루지 못했을 가능성이 있다. 특히 파형 구동자를 이용한 강제 진동 실험의 경우, 파형 구동자에 전력을 공급하는 전선 때문에 무게 중심이 전선 쪽으로 쏠려 스탠드의 균형을 유지하기 어려웠다. → 파형 구동자에 연결된 전선을 그대로 늘어뜨리지 말고 위로 살짝 들어주어 스탠드가 균형을 이룰 수 있도록 한다. - 공기의 저항 역시 오차의 한 원인으로 생각해볼 수 있다. 공기 중에서 추를 …
- 공기의 저항 역시 …