[물리학실험 레포트 보고서] 실험09 예비보고서 - 진자의 주기

일반물리실험 예비보고서 실험 9. 진자의 주기 [실험목표] -진폭과 주기 사이의 관계를 알아본다. -길이와 주기 사이의 관계를 알아본다. -추의 질량과 주기 사이의 관계를 알아본다. [실험원리] →수직으로 매달린 추의 위치가 평형점이다. 이 평형점 으로부터 한쪽으로 추를 조금 이동 시켰다가 놓으면, 추는 중력과 줄의 장력에 의하여 평형점 주위에서 진동한다. 이 때 추의 운동 경로는 줄의 길이와 같은 반지름 L을 갖는 원의 호이다. S : 호를 따라 평형점 으로부터의 거리 mg : 추에 작용하는 중력 중력의 방향성분 는 줄의 장력 T와 비례다. 중력의 접선 방향성분 가 평형점을 향한 복원력이 된다. 따라서 추의 접선 방향에 대한 운동방정식은 이다. 여기서 이고 L은 변하지 않으므로, 이다. 여기서 우리는 각 가 매우 작은 경우를 생각하므로, 로부터 식 과 는 가 된다. 그러므로 단진자의 운동 방정식 은 복원력이 인 용수철의 운동 방정식과 같아져서, 단진자는 단조화 운동을 하는 것이다. 식 의 양변을 L로 나누어 다시 쓰면 즉 를 얻는다. 이것의 일반해는 이다. (=각 진폭 =초기 위상(초기 조건에 의해 결정) 주기 이다. 따라서 주기는 줄의 길이에 따라서만 결정된다. [예비질문] 1. 길이가 약1m인 실의 한 쪽 끝에 추를 매달고 반대쪽 끝을 손으로 잡고 진동시킨다. 눈으로만 관찰할 때, 주기는 실의 길이에 따라 달라지는가 진폭에 따라 달라지는가 → (T : 진자의 주기 , l : 실의 길이 , g : 중력 가속도) 이므로 주기 T는 실의 길이 l에 의해서만 결정된다. 2와 g 는 변하지 않기 때문이다. 2. 실에 다른 추를 매달고 진동시킨다. 주기는 무게에 따라 달라지는가 →라는 식을 다시 보면 다른 추, 즉 무게 m에 관해서 주기는 상관이 없다. [초기 실험 장치 설치] 실험기구 -기본 설정: 컴퓨터, LabPro(인터페이스), LoggerPro(프로그램) -센 서: …
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