반응형 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. 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. 기초전자물리학실험 | 빛의 회절 및 회절격자 TIP 1. 빛의 회절을 설명할 수 있다. 2. 회절격자의 동작을 설명할 수 있다. 실험 방법 1. 실험 A 단일 슬릿 회절체에 의한 회절 실험 1) 오른쪽 그림과 같이 실험 구성도를 구성하라. 광학레일에 적색 레이저 광원, 단일 슬릿 세트, Light sensor를 일렬로 배열하라. 2) 슬릿에 레이저광을 통과시켜 모눈종이 스크린에 조사하여, 그 회절 패턴을 관측하고 디지털 카메라로 촬영, 기록하라. 3) 같은 방법으로 적색 레이저 대신에 녹색 레이저로 바꾸고 실험하라 2. 실험 B 원형 구멍 회절체, 사각 구멍 회절체 및 면도날 반평면 회절체에 의한 회절 실험 1) 단일 슬릿 대신에 원형 구멍으로 바꾸고 실험 A를 반복하라. 2) 단일 슬릿 대신에 사각 구멍으로 바꾸고 실험 A를 반복하라. 3) 면도.. Engineering/물리학 2022. 3. 19. 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. 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. 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. 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. 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. 일반물리학실험 | 힘의 평형 - 재택 실험 TIP 물체를 달아 늘어난 고무줄의 길이를 이용하여 고무줄의 장력을 계산하고 힘의 평형이 되는 조건을 이해한다. 물체가 평형 상태에 있으려면 물체에 작용하는 외력의 합과 회전력이 모두 0이 되어야 한다. 이때 물체에 작용하는 모든 힘의 합이 0이 되는 상태를 병진 평형이라 하고 회전력이 0이 되는 경우를 회전 평형이라 한다. 즉, 물체의 평형을 논할려면 다음 두 식이 성립 되어야 한다. 하지만 이 실험에서는 세 힘의 평형만 생각하므로 병진 평형 조건만 만족하면 된다. 본 실험에서 사용하는 고무줄의 경우 탄성이 있으므로 원래의 모양으로 돌아올려는 성질을 갖고 있다. 이때 돌아올려는 복원력의 경우 훅의 법칙으로 설명할 수 있다. F = -kΔx(k는 용수철 상수, Δx는 돌아간 길이) 고무줄에 물체를 매달아.. Engineering/물리학 2021. 10. 21. 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. 전기물리학실험 | 커패시터 및 커패시터회로 TIP 1. RC의 회로에서의 실험적 시상수를 측정해 보자. 2. 저항과 축전기의 소자의 실제 값과 예측한 값의 시상수를 비교해 보자. 시상수 1차 지연 요소에서 입력 신호가 달라졌을 때 출력 신호가 정상 상태에 도달하기까지의 과도기간에서의 현상의 상태를 아는 가늠이 되는 상수. 예를 들면 전기 회로에서의 일례로서 R과 L의 직렬 회로에 대해서는 직류 전압 V를 가한 직후부터 시간 t의 경과에 의한 전류 i의 변화는 가 되어 그림과 같이 변화하는데, 이 때 전류가 정상값의 63.2%에 이르기까지의 시간 τ=L/R[s]가 시상수이다. 일반적으로 시상수가 클수록 정상값에 이르기까지의 시간이 길어지고, 이 값은 제어계 또는 전기 회로의 조건에 따라서 결정된다. 실험 방법 1. 실험 절차 1) 회로를 처럼 연결.. Engineering/물리학 2021. 10. 3. 일반물리학실험 | 수면파를 이용한 간섭 TIP 물결통(ripple tank)을 이용하여 두 개의 점파원에서 발생하는 수면파의 간섭무늬를 관찰하고, 수면파의 파장을 구한다. 파동의 중첩 똑같은 2개의 파동이 하나의 매질에서 전파되어 중첩될 때 같은 위상으로 중첩되면 합성파의 변위가 커져서 강하게 나타나고, 서로 반대의 위상으로 중첩되면 파동이 상쇄되어 약하게 된다. 이와 같이 똑같은 두 파동이 중첩되어 더욱 강해지거나 약해지는 현상을 파동의 간섭이라 한다. 그림 1에서 (a)의 경우처럼 합성파의 변위가 커지는 경우는 보강 간섭이고, (b)의 경우와 같이 합성파의 변위가 더 작아지거나 0이 되는 경우는 상쇄 간섭이라고 한다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 물결통과 스크린을 설치하고 물결통에 물을 부은 후 수평을 유지한다. 물결통 가장자리의 수면.. Engineering/물리학 2021. 9. 29. 현대물리학실험 | 감쇠진동(Driven Damped Harmonic Oscillations) TIP 양쪽에 용수철이 달린 실로 연결된 원판을 회전시키고 자석을 가까이 하면서 감쇠진동 운동을 하게 하여 그 과정을 관찰한다. Damped Oscillation Damping - the decrease in amplitude caused by dissipative forces and the corresponding motion is called "Damped oscillation". damping 된다는 것은 resistance가 존재한다는 것이다. 우리가 살펴볼 경우는 그 중에서도 a simple harmonic oscillator with a frictional damping force that is directly proportional to the velocity of the oscillatin.. Engineering/물리학 2021. 9. 16. 일반물리학실험 | Energy in Simple Harmonic Motion TIP 1. 단순조화운동에 포함된 에너지를 확인한다. 2. 에너지 보존법칙을 만족하는지 확인한다. 단순 조화 운동에서 에너지 단순 조화 운동에서 에너지는 보존된다. 전체 에너지는 힘 상수 k와 진폭 A로 표현될 수 있다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 노트북 뒷면의 [CHA] 포트에 센서 연결 케이블의 한쪽 끝을 연결하고, 다른 한쪽 끝을 모션 디텍터에 연결한다.(데스크탑을 사용할 경우 본체의 USB 포트에 인터페이스 연결 케이블의 한쪽 끝을 연결하고, 다른 한쪽 끝을 인터페이스에 연결한다. 인터페이스의 [CHA] 포트에 센서 연결 케이블의 한쪽 끝을 연결하고, 다른 한쪽 끝을 모션 디텍터에 연결한다.) 2) Excel 프로그램을 실행한다. 3) [과학실험] 란의 [실험 시트 만들기] 에서 [속도, 가.. Engineering/물리학 2021. 9. 15. 일반물리학실험 | 충돌-충격량과 운동량 TIP 1. 운동량과 충격량의 관계를 이해한다. 2. 경사각과 출발위치의 변화에 따른 충격량과 운동량 변화를 이해한다. 3. 급격한 충돌과 완충된 충돌에서의 힘과 시간의 관계를 이해한다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) Pasco 550 Universal Interface와 컴퓨터를 연결하고 전원을 켠다. 2) 컴퓨터 바탕화면에서 Pasco Capstone를 실행시킨다. 3) Capstone의 왼쪽 상단의 장치 도구에서 하드웨어 설정 창을 열고 하드웨어 설정 창 안의 Pasco 550 Universal Interface 그림의 디지털 채널 1을 운동 센서로 선택하고 아날로그 채널 A를 힘 센서로 선택한다. 4) 운동량은 실시간으로 얻어진 속도 값을 통하여 계산 된다. 이를 위하여 아래의 과정대로 계산기를.. Engineering/물리학 2021. 9. 12. 일반물리학실험 | S-CA를 이용한 콘덴서의 충방전 TIP 저항과 콘덴서로 이루어진 회로에서의 콘덴서에 인가되는 전압의 시간적 변화를 관측하고 회로의 용량 시간상수를 구한다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 아래 그림과 같이 콘덴서 충방전 실험장치와 S-CA시스템을 준비한다. 2) 극성에 맞게 S-CA 서버의 직류전원장치를 실험장치의 전원부에 연결하고, 다이얼을 통 해 저항과 콘덴서를 원하는 값에 위치시킨다. 콘덴서 양단의 전압단자를 S-CA 서버의 입력단자 CH A에 연결한다. 3) PhysicsView 프로그램을 실행하고 인터페이스 분석, 데이터로그 보기를 선택한다. 4) S-CA서버의 전압조절 다이얼을 돌려, 5V 내외의 적정 전압을 인기하고, 실험장치의 스 위치를 충전에 위치시킨다. 데이터로그 보기 화면에서 시작을 클릭 입력되는 신호를 확인 한다... Engineering/물리학 2021. 9. 11. 일반물리학실험 | 탄도 진자 TIP 탄도진자를 이용하여 운동량 보존의 원리를 실험을 통하여 학습하고, 공의 초기속도를 계산해 본다. 탄동진자 또는 탄도진자(영어: Ballistic pendulum)는 발사대에서 탄환을 발사하면 발사된 탄환이 진자 끝에 달린 주머니에 실려 곡선을 그리며 올라간다. 이때 올라간 높이를 측정할 수 있다면 운동 에너지는 위치 에너지와 같다는 식을 이용하여 속도를 구하고 높이를 알 수 없다면 h식을 L-cos(올라간 각도)를 이용한다. 단 여기서 L은 진자의 길이이다. 일상생활에서 탄동진자는 화약이나 폭탄의 폭발력을 측정할 때 쓰인다. 발사대에서 화약을 이용해 탄환을 발사하고 값을 측정한 후 탄환의 속도를 구해 운동량 및 충격량을 측정한다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 진자의 각도를 0에 놓고, 총 내에.. Engineering/물리학 2021. 9. 7. 일반물리학실험 | 철사의 강성률 측정 TIP 비틀림 진자를 사용하여 그 주기를 측정함으로써 철사의 강성률을 구한다. 강성률 외부에서 가한 힘에 대해 물체의 모양이 얼마나 변하는지를 나타내는 척도로, 외부의 힘에 의해서 모양은 변하지만 부피는 변하지 않는 경우에 모양이 변하는 비율을 나타낸다. 따라서 외부의 힘에 의해서 물체의 모양이 변하기 어려운 정도를 나타내는 것으로, 물질에 따라 고유한 값을 가지며, 이 값이 작은 것일수록 같은 힘에 대해 큰 변형이 나타난다. 탄성계수(彈性係數)의 하나. 층밀리기탄성률․전단탄성계수(剪斷彈性係數)라고도 한다. 비례한도(比例限度) 내에서 층밀리기변형(모양의 변화)을 일으키게 하는 전단응력(剪斷應力)과 그 때에 생기는 변형의 크기(각도로 표시되며 단위는 라디안을 사용한다)와의 비(比)를 말한다. 큰 강성률을 .. Engineering/물리학 2021. 9. 5. 이전 1 2 3 4 5 다음 반응형