실험보고서 - 기초역학실험[Two Dimentional Motion]

[일반물리학]

기초역학
Two Dimentional Motion

[일반물리학]

1. 실험제목
기초역학

2. 실험일시
0000년0월 0일 0시

3. 실험목적
1차원이 아닌 2차원 평면 상에서 물체가 움직일 때, 그 움직임을 이해하고, 또 둘 이상의 물체가 서로 상호작용을 할 때, 물체의 움직임을 지배하는 원리를 실험을 통하여 알아본다.

4. 실험내용
[1] 용수철 상수 측정
1) 실험 원리

[그림 ] 복원력
용수철의 복원력의 크기는 변위에 비례하며 방향은 변위와 반대방향이다. 질량을 알고 있는 물체를 용수철 저울에 단다면 왼쪽 그림과 같이 아랫방향으로 크기가 mg인 중력이 작용하고 반대방향으로 같은 힘의 복원력 F = -kx가 작용한다. 이를 이용하여 질량을 바꾸어가며 실험하여 용수철 상수 k를 구하자.

2) 실험 방법
① 용수철 저울에 mass hanger를 이용하여 20 g 짜리 추를 달고 이때의 변위를 기록한다.
② 추의 질량을 325 g 이하가 될 때까지 50 g 씩 늘리면서 각각의 변위를 기록한다.
③ 추의 질량에 대한 용수철의 변위 그래프를 그린 뒤, plotting 하여 두 물리량 사이의 선형적인 비례관계가 성립하는지 확인하고 이로부터 용수철 상수를 구한다.

[그림 ] 추질량에 따른 용수철 변형 길이

3) 실험 결과 및 분석

추의 질량
(g)
변형된 길이
(mm)
용수철상수
(N/m)
26.92
6
43.97
76.99
17
44.38
126.85
30
41.44
176.92
44
39.40
226.64
56
39.67
[표 ] 질량에 따른 용수철 변형 길이

추의 질량에 따른 용수철의 변형 길이를 그래프로 그리면 의 형태로 식이 나오게 된다. 그래프의 기울기인 B가 바로 용수철 상수이며, 그 값은 g/mm이다. 이를 N/m로 환산하면 결국 용수철 상수 값은 38.47±0.083 N/m 이다.

4) 오차보정
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[hwp/pdf]실험보고서 - 기초역학실험[Two Dimentional Motion]