일반물리학 실험 - 단조화운동

1. 실험방법
[실험 1] 수평면에서의 운동
① 수레의 질량을 측정하고 수평계를 이용하여 트랙은 수평으로 설치한다.
② 용수철 2개를 수레와 트랙 끝단에 연결하고 수레의 평형점을 기록한다.
③ 추걸이를 도르래를 거쳐 수레에 연결한다.
④ 추의 질량(m)을 증가시키면서 수레의 위치와 추의 질량(추걸이 질량 포함)을 기록한다. 이 때용수철이 손상될 수 있으므로 추의 질량을 크게 하지 않는다.
⑤ 힘 F (= mg)와 평형점으로부터의 위치 x에 대한 그래프를 그린다. 그리고 최소제곱법을 이용하여 직선의 기울기를 구한다. 이 기울기가 용수철 상수의 두 배 2k가 된다.
⑥ 추와 추걸이를 제거하고 평형 위치에서 수레의 초기 진폭A_0을 적당하게 선택하여 진동시킨다.
⑦ 수레가 5번 진동한 시간을 반복 측정한다.
⑧ 수레의 초기진폭을 다르게 한 후 5번 진동한 시간을 반복 측정한다.
⑨ 다음 식을 이용하여 주기 T를 구한다.
T=1/f=2/=2√(M/2k ) (1)
⑩ 수레에 질량을 추가한 후, ⑦ ~ ⑨ 과정을 반복한다.

[실험 2] 경사면에서의 진동
① 스탠드를 이용하여 장치를 30도 정도 기울인다.
② 평형위치에서 수레의 초기 진폭 A_0를 적당하게 선택하여 진동시킨다.
③ 수레가 5번 진동한 시간을 반복 측정한다.
④ 식 (1)을 이용하여 주기 T를 구한다.
⑤ 용수철 1개를 연결하여 ② ~ ④ 과정을 반복한다.
⑥ 용수철 2개를 직렬로 연결하여 ② ~ ④ 과정을 반복한다
2. 측정값
[실험 1] 수평면에서의 운동
평형점 위치 : x_0=0.619 m
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