일반물리학실험 | 단조화 운동

 

 

 

TIP

 

 

단조화 운동을 하는 물체에 연결된 고무줄의 탄성 계수를 측정하고 고무줄 연결 방법을 달리하며 물체의 주기를 측정함으로써 단조화 운동의 특성을 알아본다.

 

 

 

훅의 법칙

막대를 ΔL만큼 늘이는 데 필요한 힘의 양을 그래프로 나타내면 대부분의 물질에 대하여 그래프는 선형 영역으로 시작한다. x이 선형 영역 이내이면, 막대를 잡아 늘이는데 필요한 힘은

 

F=kx

 

로 k는 그래프의 기울기이다.

 

이렇게 고무줄을 잡아 당기면 원래 길이로 되돌아가도록 힘이 고무줄에 작용하는데 이를 복원력이라고 한다. 탄성체에 가한 힘과 복원력의 방향은 서로 반대이기 때문에 복원력과 변위의 관계인 훅의 법칙은 다음과 같다.

 

F=-kx

728x90

 

 

실험 방법

실험 1 훅의 법칙 확인

1) 고무줄 2개를 잘라 이어붙여 고무줄 1을 만들고 고무줄 한쪽 끝에 종이컵을 실로 연결하고 실험 장치를 매단다.

 

2) 1)에서의 연결된 두 개의 고무줄 길이를 측정한다.

 

3) 종이컵에 100원 동전을 2개, 4개, 6개, 8개, 10개 넣었을 때 각각 고무줄 길이를 측정하여 늘어난 고무줄 길이를 구한다.

 

4) 최소제곱법을 이용하여 늘어난 고무줄의 길이와 물체의 무게 사이의 관계식을 그래프로 그린다. 그래프의 기울기인 탄성 계수를 구한다.

 

5) 고무줄 2로 1) ～ 4)를 반복한다.

 

실험 2 주기 측정

1) 100원 동전 5개를 실험 1의 고무줄 2에 붙이고 매단다.

 

2) 동전을 약간 당겼다가 놓으면서 장치를 진동시킨다.

 

3) 트래커 프로그램으로 진동주기를 측정한다.

 

4) 고무줄 1,2를 직렬 연결, 병렬 연결하여 2), 3)을 반복한다.

 

 

 

[일반물리학실험]단조화 운동 레포트