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  일반물리학실험 | 기주 공명 TIP 스피커에 의해 튜브안에 형성되는 정상파의 주파수와 튜브의 길이의 변화에 따른 공명주파수를 찾아내고, 튜브에서 정상파가 움직이는 모습을 마이크폰을 사용하여 진폭을 측정함으로서 관찰할 수 있다. 실험 개요 스피커가 튜브에서 진동할 때 어떤 특정주파수일 경우에 스피커로부터의 소리가 최대가 되는데 이 주파수를 공명주파수라 부르고, 튜브의 길이가 변화되면 공명주파수도 바뀌게 되며 튜브에서 전파되는 소리파는 튜브의 양끝에서 반사되어지고, 원래의 파장과 반사된 파장 모두 서로 간섭하는 정상파 모양으로 나타난다. 주어진 튜브 길이에서는 다양한 공병 주파수가 존재한다. 마찬가지로 주어진 주파수에서 형성된 정상파에는 다양한 튜브길이에서 진폭이 최대가 된다. 실험 방법 1. 열린 튜브와 닫힌 튜브에서의 공명주파수들 .. Engineering/물리학 2023. 2. 23.

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  일반물리학실험 | 줄의 정상파 TIP 1. 줄의 진동수에 따른 파형과 파장을 관찰하고, 파장의 속력을 계산하여 줄의 장력과 진동수에 따른 속력 변화를 관측한다. 2. 본 실험은 진동하는 줄에서 일어나는 정상파의 파형을 관찰하고 정상파의 전파 속도와 줄의 장력, 줄의 밀도와의 관계를 찾아보는 것을 목적으로 둔다. 파동 파동은 한 지점에서 일어난 진동이 주변으로 전파되는 것을 말한다. 파장이란 파동이 가장 높은 변위인 마루와 마루사이의 거리 혹은 가장 낮은 변위인 골과 골 사이의 거리를 말하며, 파장의 SI단위는 m이다. 단위길이에 들어가는 파장의 개수를 파수라고 하고, 파동의 같은 위상이 반복되는 시간 간격을 주기하고 한다. 단위시간 동안 같은 위상이 반복되는 횟수를 진동수라 하며, 진동수(f)=1/주기(T)으로 나타낸다. 파동은 역학.. Engineering/물리학 2022. 12. 13.

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  물리학실험 | Resonance Tube TIP 본 실험은 공명관과 오실로스코프를 이용하여 소리의 파형을 알아보고 폐관과 개관의 공진주파수와 정상파의 파형을 알아보고 궁극적으로 소리의 속도를 구해보는 실험이다. 음파(Sound wave) 매질을 통해 에너지가 전달될 때 매질의 움직임이 에너지의 이동방향과 ① 수직인 경우(횡파, transverse wave)와 ② 평행인 경우(longitudinal wave) 두 가지가 나타난다. 음파는 ②의 형태를 띤 파동이다. 주변에서 소리를 내는 스피커를 관찰하여 음파를 분석해볼 수 있다, 스피커가 소리를 낼 때 내부의 진동판이 진동을 한다. 진동판이 앞으로 움직이면 그 영역 공기의 밀도가 높아지고(기체분자 충돌이 세지고) 뒤로 움직이면 진동판이 있던 영역 공기 밀도가 낮아진다(기체분자 충돌이 약해든다). .. Engineering/물리학 2022. 9. 17.

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  일반물리학실험 | Water Wave TIP 1. 본 실험은 유체를 통해서 파동의 성질과 파동의 실험을 하는 것이다. 2. 보통 역학적 파동 실험을 관찰하기 쉽지 않기 때문에 유체를 이용해서 약간 큰 실험 장치를 이용해서 실험을 진행하는 것으로 보인다. 정상파(standing wave, 사인곡선) 진폭과 진동수가 같은 파동이 서로 반대방향으로 이동할 때 발생하는 파동 조합을 말하며 정재파라고도 한다. 이 때 중첩된 합성파는 몇 개의 부분으로 나누어져 제각기 진동하면서 파동의 모양은 어느 쪽으로도 진행하지 않는다. 이 때 매질의 각 부분만이 일정한 진폭을 가지고 주기적으로 진동하면서 파동이 서 있는 것처럼 보이는데 항상 진동하지 않는 점을 마디(node), 진폭이 가장 큰 곳을 배(loop)라고 한다. - 파동의 진폭이 A이면 정상파의 진폭은.. Engineering/물리학 2022. 7. 16.

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  일반물리학실험 | 줄의 진동(줄의 파형) TIP 도르래와 질량 추를 이용하여 줄에 장력을 만들어주고 모터의 전압을 조절하여 진동수를 변화시켜주며 정상파를 관찰한다. 양쪽 끝이 고정된 줄(String)을 진동시키면 줄을 따라 진동수와 진폭이 같은 두 파동이 양 끝에서 반사되어 서로 반대 방향으로 진행하게 된다. 이러한 파동은 일반적인 간섭법칙에 따라 결합하는데 어떤 조건(공명) 하에서는 정상진동의 형태인 정상파(Standing Wave)가 생긴다. 즉, 기본주파수 또는 그 정수배로 줄을 진동시키면 줄 내에서 정상파가 형성되고 이때 높은 주파수를 배음(harmonics)이라 부른다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 장비를 [그림1]과 같이 설치한다. 테이블의 양 끝에 테이블 클램프를 설치하고 왼쪽에는 지지대, 오른쪽에는 도르래를 설치한다. 주파수변.. Engineering/물리학 2021. 10. 11.

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  일반물리학실험 | Melde 장치에 의한 소리굽쇠의 진동수 측정 TIP 소리굽쇠의 진동에 의한 현의 진동을 공명시켜 현에 정상파를 만들고 이 정상파로부터 소리굽쇠의 진동수를 측정한다. 실험 방법 1. 소리굽쇠의 진동이 현에 수직하게 할 때 1) 소리굽쇠의 진동이 현에 수직하도록 하고 추를 놓는다. 2) 전원장치의 전원을 10V에 맞추고 소리굽쇠를 진동시켜 현을 진동시킨다. 3) 추의 무게를 변화시키거나, 도르래의 위치를 조절하여 현의 길이 L를 변화시키며 소리굽쇠와 현이 공명을 일으켜 현의 진폭이 최대가 되도록 하고, 이때의 추 및 추걸이 질량(m)과 현의 길이(L)를 측정하고 정상파의 배의 수(n)을 기록한다. 4) 길이(L)에 해당하는 현과 똑같은 줄을 잘라 질량(M)을 측정하고 ρ=M/L의 관계식에서 현의 밀도 ρ를 계산한다. 5) 과정 3), 4)의 값을 에 .. Engineering/물리학 2021. 9. 25.

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  일반물리학실험 | 현의 진동 - 정상파 TIP 현의 진동을 관찰하여 정상파를 이해하고 초기 조건 및 경계 조건의 요인에 따른 관계를 확인한다. 양쪽 끝이 고정된 길이 L의 줄에서 양쪽 끝으로 입사하고 반사하는 파동의 연속적인 중첩으로 줄에 정상파가 생긴다. 이 줄에는 파동에 대한 경계 조건이 존재하게 되는데 줄의 양쪽 끝은 고정되었기 때문에 양쪽 끝에서의 변위는 0이고, 정의에 따라 마디가 됨을 알 수 있다. 이런 경계 조건 때문에 줄에는 고유의 진동 모양을 갖고 있는 다수의 고유 모드가 존재할 수 있다. 고유 모드에서 항상 정지된 마디를 제외하면, 줄의 모든 요소들은 같은 진동수로, 하지만 서로 다른 단조화 진폭으로 진동한다. 줄에 대한 고유모드는, 양끝이 마디이고 마디와 배는 1/4 파장만큼 떨어져 있다는 필요 조건을 집어넣어 구할 수 있.. Engineering/물리학 2021. 4. 4.

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  일반물리학실험 | 현의 진동 TIP 추와 추걸이를 실에 연결하고, 진동기를 사용하여 파동을 만들어 정상파를 형성하는 주파수를 측정하고, 진동기에 가까운 마디까지 배의 수와 지지대로부터 이 마디까지의 거리를 측정하여 파장을 구하고, 주파수와 구한 파장을 이용해 전파속도를 구한다. 현의 진동 줄에서의 정상파는 양끝과 고정점이 마디가 되는 정상파로, 줄의 양끝을 고정시키고 줄의 중간지점을 진동시키면 줄 전체가 하나의 구간을 이루는 정상파가 생긴다. 이러한 진동을 기본 진동이라 하며 이때 나오는 소리를 기본음이라 한다. 줄을 2구간, 3구간으로 나누어 진동시키는 것을 배진동이라 한다. 진동수는 줄에서의 파동 속도와 줄의 길이, 굵기에 의해 정해진다. 따라서 줄을 당기는 힘(줄의 장력)을 크게 하여 조율하면 파동의 속도가 증가하여 진동수가 .. Engineering/물리학 2021. 3. 30.

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  일반물리학실험 | 관의 공명과 음속측정 TIP 관 내부에서 일정한 주파수의 음파가 전파될 때 관의 길이의 변화에 따른 음파의 공명현상을 이해하고 그때의 정상파 모양을 관찰하여 공기중의 음속을 측정한다. 정상파는 한 파동이 줄의 한쪽 끝에서 반사되어 되돌아오는 파동과 원래 진행하던 파동 사이의 간섭에 의해 만들어지는데, 중첩되어 최대 진폭을 가지게 될 때 공명이라고 한다. 한쪽 끝이 막힌 폐관에서, 막힌쪽은 마디, 열린쪽은 배가 되어 L = λ/4가 될 때 기본진동이 일어나고, L = 3λ/4일 때 3배진동, L = 5λ/4일 때 5배 진동이 일어난다. 이를 일반화 시키면 (2n-1)배 진동이 일어날 때 L = (2n-1)λ/4, 즉, λ = 4L/(2n-1)이 된다. [Engineering/물리학] - 일반물리학실험 | 관의 공명에 의한 음속.. Engineering/물리학 2020. 10. 30.

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  일반물리학실험 | 관의 공명에 의한 음속 측정 TIP 관 내부에서 일정한 주파수의 음파가 전파될 때 관의 길이의 변화에 따른 음파의 공명현상을 이해하고 그 때의 정상파의 파장을 측정하여 공기 중의 음속을 구한다. 음파란 물체의 진동이 균일하던 매질(공기)에 부분적으로 압력 변화를 일으켜서 종파의 형태로 고막을 진동시키는 것이다. 그리고 음파는 진동 방향과 이동 방향이 같은 방향인 종파이다. 또한 매질속에서 밀함과 소함을 반복하면서 진행한다. 정상파란 진폭과 진동수가 같은 두 파가 서로 반대 방향으로 진행하다가 겹쳤을 때 어느 방향으로도 진행하지 않고 제자리에서 진동만 하는 파이다. 정상파가 전혀 진동하지 않는 점을 마디, 최대 진폭으로 진동하는 점을 배라고 한다. 정상파에서 이웃한 마디 또는 배 사이의 거리는 파장의 1/2이 된다. 열린 관에서의 끝.. Engineering/물리학 2020. 1. 27.

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  물리학및실험 | 공명 실험 TIP 플라스틱 공명관의 공기기둥의 음파 공명진동수를 구하고 정상파의 골과 마루의 위치를 측정하여 음파의 파장과 음속을 결정한다. 공명관에서의 정상파 줄에서 들어가는 파와 끝단에서 반사해서 나오는 두 개의 파가 서로 간섭하여 정상파를 형성한다. 줄에서 형성되는 정상파에는 움직이지 않는(진폭이 0인) 지점인 골과 파동에 의해 움직이는 (진폭이 최대치인) 지점인 마루가 있으며, 이곳에서 진폭은 시간에 따라 상하로 진동한다. 마찬가지로 공명관에서도 입사음파와 반사음파의 간섭에 의해 정상파가 만들어지므로 골과 마루가 형성되는데, 음파의 진폭이 각각 최소치와 최대치를 갖는다. 즉 두 개의 파가 서로 180°만큼의 위상차를 갖게 되는 지점에서는 상쇄간섭으로 진폭이 최소가 되는 골이 되고, 위상이 서로 같을 때는 보.. Engineering/물리학 2020. 1. 21.