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  일반물리학실험 | 상대습도 측정 TIP 습도계를 이용하여 공기의 상대 습도를 측정한다. 공기 중의 절대 습도는 일정 체적의 공기 중에 포함되어 있는 수증기의 양 g로 표시한다. 피부로 느끼는 습도는 절대 습도에 의해 좌우되지 않고 현재 온도에서 공기중에 포함되어 있는 수증기의 양이 그 온도에서 공기 중에 포함될 수 있는 수증기의 최대량에 대해 얼마나 되느냐에 따라 좌우된다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 노점 습도계의 광택이 나도록 금속면을 깨끗이 닦는다. 2) 메탄올을 통속에 2/3정도 넣고 온도계가 충분히 잠기도록 삽입한다. 3) 금속면 앞에 투명 유리관을 놓고 입김이 금속면에 쏘이지 않도록 하여 관찰한다. 4) 스포이드를 연속적으로 누르면 공기가 관을 통하여 메탄올로 들어가 메탄올을 증발시키고, 5) 이때 증기는 외부로 방출된다.. Engineering/물리학 2022. 6. 30.

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  일반물리학실험 | 철사의 영률 - 광학 지레 이용 TIP 철사의 한 끝을 고정시키고 다른 끝에 추를 매달아 추로 인하여 늘어난 길이를 측정하여 영률을 구한다. 영률 균일한 물질(분자구조)로 구성된 물질(고체)들은 고유의 특정한 팽창계수를 가진다. 이러한 고체(특히 금속)은 열과 힘에 의해 늘어나는 정도가 다르며 물질마다의 고유한 특성으로 여겨진다. 단면적 S, 길이가 l인 균일한 물질의 막대에 길이 방향으로 힘 F를 작용하면 힘의 방향으로 막대의 길이가 늘어난다. 늘어난 길이를 Δl이라고 하면 단면적당 작용한 힘 F/S는 신장률 Δl/l과 비례관계가 성립한다. 그 비례상수를 영(Young)률이라고 하며 다음과 같이 표현된다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 그림 (a)와 같이 장치의 받침대에 있는 수평조절 나사를 조절하여 장치를 연직으로 세운다. 2) .. Engineering/물리학 2022. 5. 28.

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  일반물리학실험 | Ewing 장치에 대한 Young률 측정 TIP 금속막대가 휘었을 때 막대중심의 변위를 이용하여 그 금속의 Young률을 구한다. Young율 구리와 같은 금속 재료는 일정한 크기의 힘을 주면 그 형태가 변화하였다가, 그 힘이 사라지면 다시 원상태로 돌아오는 성질이 있다. 이러한 성질을 탄성(Elasticity) 이라 부른다. 이러한 탄성의 성질을 가장 먼저 공식화 한 사람이 Thomas Young이다. 형태가 변화하는 정도(변형: Strain)는 가해지는 힘(변형력: Stress)에 비례한다. 이 비례상수를 영율(Young's modulus)이라 한다. 그런데 이 영율은 상수이므로 가해지는 힘에 따라 변형되는 정도가 달라지지 않을 뿐만 아니라 물질마다 그 성질이 차이가 나므로 물질의 고유특성이 될 수 있다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 금.. Engineering/물리학 2022. 5. 24.

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  일반물리학실험 | 액체의 밀도 측정 - Hare 장치 TIP 1. Hare 장치를 사용하여 액체의 밀도를 측정한다. 2. 밀도가 다른 두 액체(증류수와 에틸 알코올)의 온도에 따른 밀도의 변화 측정 실험 방법 1. 실험 과정 1) 유리관 A, B의 속과 비이커 C, D를 잘 닦아 건조시킨다. 2) 비이커 C, D의 밑바닥이 유리관 A, B와 0.5㎝ 정도 떨어지게 고정한다. 3) 비이커 C에는 증류수를, 비이커 D에는 에틸 알코올을 4/5까지 채운다. 4) 증류수의 온도와 에틸 알코올의 온도를 측정한다. 온도는 실험을 시작할 때와 끝난 후의 온도의 평균을 취해서 구한다. 5) 공기를 주사기를 이용하여 빨아올려 높이 올라간 쪽의 액주가 유리관의 길이에 2/3까지 올라오게 한다 (액주가 너무 올라와서 양쪽의 액체가 서로 섞이면, 양쪽의 액체를 모두 바꾸어야 한.. Engineering/물리학 2022. 5. 14.

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  일반물리학실험 | 힘의 평형장치에 의한 힘의 합성 TIP 힘의 평형장치를 이용하여 한점에 세개의 힘들을 동시에 작용시켜 평형을 이룬뒤, 작도법과, 해석법을 통해 힘의 평형조건을 알아본다. 어떤 물체의 평형상태의 정의에서 비롯되었다. 그리고 평형상태를 유지하기 위해서는 두 가지의 평형조건을 만족해야 하는데, 본 실험에서는 하점에 작용하는 세 힘들의 평형을 다루므로, 제 1 평형조건만을 만족하면 된다. 그리고 힘들은 벡터량이므로 힘의 평형조건을 구하기 위해서는 벡터의 정의와 벡터들의 합을 구하는 방법을 알아야 한다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 평평한 곳에 힘의 평형장치를 놓고 각도 눈금 원판 위에 수준기를 올려 놓은 뒤, 세개의 다리를 적절히 조절하여 수평을 맞춘다. 일단 수평이 이루어지면, 평형장치의 위치를 변화 시키지 않도록 주의한다. 2) 도르래.. Engineering/물리학 2022. 4. 30.

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  일반물리학실험 | 반응시간 측정 TIP 시각적 자극에 대한 손가락 근육의 반응시간을 측정해, 신경에 자극이 전달되는 동안 통과하는 시냅스의 개수를 유추해 본다. 실험대상자에게 외부자극이 가해진 후 인체가 반응할 때 까지 걸리는 시간을 반응시간이라고 한다. 반응시간은 감각기관에 의해 감지된 신호가 뇌에 전달되고, 운동기관에 뇌의 운동명령이 전달되는데 시간이 걸리기 때문에 존재한다. 그리고 외부자극을 받아들이는 기관과 운동기관을 연결해주는 뇌 사이에 신호가 전달되면서 걸리는 시간은 신호를 전달하는 뉴런이라는 신경세포와 신경세포 사이의 연결부위인 시냅스의 개수에 따라 다르다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 프로그램을 실행한다. 2) 프로그램 화면에서 화살표 아이콘을 눌러 측정횟수 및 설정값을 설정한다. 이때 측정횟수는 기본적으로 5회로 설.. Engineering/물리학 2022. 4. 26.

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  일반물리학실험 | 정전기 전하 TIP 마찰에 의하여 유도된 정전기의 양과 극성을 Faraday 얼음통으로 측정하여 마찰전기의 특성을 이해한다. 도체들의 전위와 배치에 따라 도체 표면에 분포하는 표면전하의 밀도를 Faraday 얼음통으로 측정하여 정전기 유도 현상을 ,이해한다. 정전기는 분포가 시간적으로 변화하지 않는 전하 및 그 전하에 의한 전기 현상으로 마찰 전기 따위에서 볼 수 있다. 같은 종류의 전하사이에는 척력이 작용하고, 다른 종류의 전하 사이에는 인력이 작용한다. 패러데이의 얼음통 실험으로 이런 전하의 성질을 이용하여 전하분포를 확인한다. 전하 발생기를 패러데이 얼음통 내부에 접촉시키면 전하 발생기의 정전기가 패러데이 얼음통으로 이동하는 원리를 이용한다. 실험 방법 Part 1 : 컴퓨터 셋업 1) Science Works.. Engineering/물리학 2022. 3. 24.

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  일반물리학실험 | 전하의 발생과 보존 TIP 1. Faraday Ice Pail과 대전봉을 사용하여, 전하의 발생, 전하의 이동, 전하의 보존 등을 실험으로 확인한다. 1) 실험 A : 대전봉에 의해, faraday ice pail에 전하가 유도되는 것을 확인하기 위해 실험한다. 2) 실험 B : 전하가 보존되는지 확인하기 위해 실험한다. 3) 실험 C : 물질마다 전하의 크기와 극성의 차이를 확인하기 위해 실험한다. 정전기는 옛날부터 마찰전기로서 알려져 있었는데, 18세기 후반부터 C.쿨롱과 그 밖의 사람들에 의해 정량적 연구가 이루어져, 전기의 응용과 전자기학 발전의 기반이 되었다. 정전기는 마찰전기처럼 물체 위에 정지하고 있는 전기를 말한다. 이 경우의 전기현상은 자극에 의한 자기현상과 비슷하다. 예를 들면 유리막대를 비단천으로 문지르.. Engineering/물리학 2022. 3. 23.

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  일반물리학실험 | 충격량과 뉴턴 제3법칙 TIP 1. 충격량은 운동량의 변화량과 같다는 내용으로 충격량의 정의의 출발점이 된다. 또한 한 물체가 다른 물체에 힘을 가하면, 그 물체는 그 자체가 가한 힘과 크기는 같고 방향이 반대인 힘을 받는다. 2. 본 실험에서는 충격량이 운동량의 변화량과 같음을 확인하고, 두 물체가 서로 충돌할 때 뉴턴 제3법칙이 성립함을 확인한다. 첫 번째 실험은 운동량의 변화량 충격량이 실제로 같은지 확인하는 실머이다. 운동수레를 떨어진 힘 센서에 충돌시켜 힘과 속도의 그래프를 얻는 작업이 될 것이며, 충격량(I)은 힘에 대한 적분으로 얻고 운동량의 변화량을 ΔP=mv2-mv1식을 이용하여 얻어 보면 거의 일치한 값이 나올 것이다. 두 번째 실험은 작용 반작용의 법칙이 실제로 작용하는지 확인해보는 실험으로써 힘센서가 장착.. Engineering/물리학 2022. 3. 22.

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  일반물리학실험 | 구슬 롤러코스터 TIP 롤러코스터처럼 수직으로 한 바퀴 회전하는 운동에 필요한 조건을 이해한다. 롤러코스터와 역학적 에너지 가장 높은 곳으로 올라간 롤러코스터는 위치 에너지를 갖는다. 그리고 아래로 내려오면서 위치 에너지가 운동 에너지로 바뀐다. 아래로 내려올수록 속력이 증가하는 것을 느끼게 되는데 여기서 속력이 증가하는 것은 운동 에너지가 증가하고 있음을 의미한다. 롤러코스터가 낮은 곳으로 내려오면 낮아진 위치만큼의 운동 에너지가 생기므로 가장 낮은 위치에 있을 때 운동 에너지는 최대가 된다. 따라서 가장 낮은 위치에서 롤러코스터의 속도는 가장 빠르다. 이때 생긴 운동 에너지는 다시 롤러코스터가 높은 곳으로 가는 데 사용되면서 위치 에너지로 바뀐다. 이렇게 운동 에너지와 위치 에너지가 서로 전환되면서 롤러코스터는 동력.. Engineering/물리학 2022. 3. 10.

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  일반물리학실험 | 구면 곡률 반지름 측정 TIP 버니어 켈리퍼스, 구면계를 사용하여 구면경 또는 렌즈의 곡률 반지름을 측정한다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 구면계를 평면 유리판 위에 놓고 영점 조정을 한다. (다이얼게이지의 유동 폭은 30㎜ 이다. 즉 평면에 놓았을 때 다이얼게이지의 눈금은 15.0㎜를 가리키게 된다. 회전 눈 금판을 회전시켜 눈금판의 0점이 큰 바늘 끝을 가리키도록 한다.) 2) 볼록렌즈 위에 구면계를 조심스럽게 올려 놓고 높이 h를 1/100㎜단위까지 읽는다.(여 기서 측정한 값에서 앞 과정의 영점의 눈금값을 빼면 높이 h를 얻을 수 있다. 볼록렌즈 는 양의 값을, 오목 렌즈는 음의 값을 가지게 된다.) 3) 다시 평면 유리판 위에 놓고 영점 조절을 하고 앞의 1～3과정을 5회 반복하여 평균값 h를 구한다. 4) 평면 .. Engineering/물리학 2022. 3. 6.

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  일반물리학실험 | 구면의 곡률 반지름 측정 TIP 구면체(spherometer)를 사용하여 구면경 또는 렌즈의 곡률 반지름을 측정한다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 평면 유리관 위에 구면계를 올려 놓고 나사 N을 돌려 D가 유리면에 접촉하는 순간의 눈금을 h1라고 읽는다. 2) 나사 N을 돌려 D를 위로 올린 후 구면계를 측정하려는 구면 위에 놓고 1)와 같은 방법으로 h2를 읽는다. 그러면 h=h2-h1이 된다. 3) 평면 백지위에 구면계를 올려 놓고 가볍게 눌러 ABC각 정점의 자국을 만들고 세 점사이의 거리 a1, a2, a3를 측정하여 그 평균값으로 a를 취한다. a1, a2, a3의 값을 유동현미경을 상용하여 (1/1,000㎜)까지 측정해야하나 유동현미경을 사용하지 않는 경우 보통자로 (1/10㎜)까지 측정한다. 4) 위의 방법을 반.. Engineering/물리학 2022. 3. 2.

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  일반물리학실험 | 뉴턴 링 TIP 1. Na lamp의 단색광(λ=590㎚)에 의하여 뉴턴의 원무늬를 만들고 단색광의 파장을 측정한다. 2. 주어진 곡률반경의 값을 이용하여 회절무늬로부터 미지의 파장을 측정한다. 곡률반경을 구하는 것은 1가지 방법만 있는 것은 아니다. 렌즈의 구면 곡률반경을 구하는 것은 구면계라는 곡률 반경을 측정하기위한 장치로도 가능하다. 하지만 다른 방법도 있다. 마이크로미터가 부착된 이동 현미경, 그리고 평면거울과 렌즈를 접하도록 고정하는 장치와 광원이 있어도 측정이 가능하다. 곡률반경과 전혀 상관없어 보이는 이 실험기구로 곡률반경을 측정하게 하는 건 바로 빛의 간섭 현상 때문이다. 빛의 간섭현상은 서로 파장이 같거나 다른 빛들이 만나서 파동의 증폭시키거나 상쇄시켜서 나타나는 현상이다. 파동이 상쇄되면 어두.. Engineering/물리학 2022. 2. 2.

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  일반물리학실험 | 공기 기둥 공명장치를 이용한 음속 측정 TIP 1. 진동수를 아는 소리굽쇠를 진동시켜 공기 기둥 공명장치를 이용하여 파장을 알아내고, 음속을 측정 할 수 있다. 2. 알고 있는 진동수를 가진 소리굽쇠의 진동으로 기주를 공명시켜 그 소리의 과정을 측정함으로써 공기 중의 음속을 측정한다. 기주의 공명 진동수가 알려진 소리굽쇠를 진동시켜 한 쪽 끝이 막힌 유리관 속에 들어 있는 기주를 진동시키면, 기주 속에는 방향이 반대인 두 개의 파가 진행하면서 현의 진동 때와 같은 정상파가 생긴다. 이 때, 기주의 길이가 어느 적당한 값을 가질때 두파의 간섭으로 공명이 일어나게 된다. 그림과 같이 물이 든 긴 유리관 A의 위쪽에 진동시킨 소리 굽쇠를 가까이 하고 물통 B를 사용하여 A의 수면을 조금씩 낮추어 간다. A의 수면이 적당하게 되면 기주(공기 기둥)의.. Engineering/물리학 2022. 1. 17.

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  일반물리학실험 | 액체의 비중 측정 TIP Hare장치를 이용하여 물의 밀도를 기준으로 다양한 액체의 비중을 측정한다. 물질의 상태는 크게 세 종류로 구분딘다. 고체, 액체 그리고 기체가 그것이다. 특히 액체와 기체는 유체로 고체와 달리 유체를 구성하는 질점들의 위치가 고정적이지 않고 유동적이기 때문에 고체와 다른 다양한 성질들을 가지게 된다. 본 실험에서는 물의 밀도를 기준으로 한 임의의 액체의 비중을 정의 및 측정하는 것이다. 질량, m인 물질의 밀도는 다음과 같이 정의된다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 증류수와 비중을 알 수 없는 액체를 담은 두 비이커를 위의 그림과 같이 Hare장치 아래 놓는다. 이 경우 유리관이 액체에 충분히 잠기도록 한다. 2) U자관 끝에 연결되어 있는 피펫 필러(pipet filler)를 이용하여 유리관.. Engineering/물리학 2021. 12. 22.

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  일반물리학실험 | 에어트랙(Air Track) TIP 마찰이 없는 수평 미끄럼판에서 운동하는 물체의 여러 가지 역학적 현상을 관찰한다. 에어트랙(air track)은 압축 공기를 수많은 작은 구멍을 통하여 분출시켜 활차(glider)를 뜨게 함으로써 활차가 마찰이 없이 움직이게 만들어 주는 장치이다. 따라서 마찰이 없는 이상적인 조건하에서 물체의 병진운동, 진동, 충돌 등을 관찰할 수 있으며, 이와 관련된 여러가지 역학법칙 및 보존법칙 등을 확인할 수 있다. 실험 방법 1. Newton의 제 2법칙 1) 아래 그림과 같이 에어트랙의 수평을 잘 맞추어 설치하고 양쪽 끝 가까운 위치 x1과 x2에 포토게이트 계시기와 부속 포토게이트를 놓는다. 2) 활차의 질량 m과 추걸이의 질량을 각각 확인하여 기록하고, 활차와 추걸이를 실로 연결한다. 3) 추걸이에 .. Engineering/물리학 2021. 11. 13.

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  일반물리학실험 | 공기 선로(Air Track) 실험 Ⅰ. 뉴턴의 제2법칙 1 실험 방법 1) 그림과 같이 에어트랙을 설치하고, 에어트랙 수평조절용 받침대를 조절하여 에어트랙의 수평을 맞춘다. 이때 글라이더는 어느 방향으로도 가속이 되지 않아야 한다. 2) 카트의 아래쪽 홀에 후크를 장치하며 반대편에는 후크의 무게를 상쇄시켜줄 추를 장치한다. 3) 글라이더 양쪽에 50～60g의 질량을 더하고, 추 걸이에 5～10g의 질량을 더한다. 더한 후 글라이더의 총 질량은 m, 추 걸이의 총질량은 ma에 기록한다. 4) 글라이더를 트랙 끝 가까이에 놓고 시작점 X0을 설정 후 표시한다. 5) 포토게이트 #1을 스마트타이머 포트1에 꼽은 후, 스마트타이머를 켠다. 빨간색 "Select Measurement" 버튼을 사용하여, "Time"을 선택하고, 파란색 "Se.. Engineering/물리학 2021. 11. 11.

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  일반물리학실험 | 기초 광학 실험 TIP 빛의 편광을 이해하고, 경계면에서 빛의 반사 및 굴절에서 나타나는 브루스터 각에 대하여 알아본다. 굴절 및 반사 법칙 빛은 광학적 특성이 다른 두 매질의 경계면에서 일부 반사되고, 일부는 굴절되어 다음 매질속으로 들어간다. 반사된 빛과 굴절된 빛의 진행방향은 아무렇게나 정해지는 것이 아니라, 반사법칙과 굴절법칙이라는 규칙에 따라 정해진다. 이 두가지 법칙들은 광학의 기초적인 법칙들로서 두 매질의 굴절율과 경계면의 곡률, 그리고 최초의 입사방향등에 의해서 반사된 빛과 굴절된 빛의 진행방향을 정해 준다. 실험 방법 1. 말뤼스의 법칙 1) 레이저를 입사시키지 않았을 때, 광 검출기에 나타나는 전압을 측정한다. 2) 레이저 앞에 두 개의 편광자를 설치한다. 3) 두 편광자의 편광축 간의 각도를 변화시켜.. Engineering/물리학 2021. 11. 4.