[물리실험] 고체음속도측정 - 알루미늄, 구리, 황동 내에서의 음속 (소리파동이 진행하는 속도)을 Sensor-CASSY를 이용하여 측정하고, 고체의 영률을 구하는 실험

고체 속에서의 음속도 측정

1. 이 론
소리는 진동하는 물체가 주위의 매질에 밀도의 변화를 일으켜 그 교란이 퍼져나가는 파동이다.

음파가 금속 막대의 양쪽 끝 사이를 왕복하는 시간 일 때 음속도는 식(1)과 같이 구할 수 있다.

식(1)

음속도는 매질의 종류와 상(고체, 액체, 기체 등)에 따라 달라지는데, 등방성인 고체 속에서의 음속도 는 영률(길이탄성률,)와 밀도 에 의해 정해진다.

식(2)

금속의 경우에 음속도를 측정하면, 식(2)에 의해 금속매질의 영률을 구할 수 있다.

2. 실험값

표 1. 알루미늄

첫 번째

횟수
(㎳)
(s)
(m)
(m/s)
1
0.11

0.59 * 10
1.3
4407
2
0.7
0.49 * 10
1.3
5306
3
1.19
0.49 * 10
1.3
5909
4
1.68
0.56 * 10
1.3
4643
5
2.24
0.53 * 10
1.3
4906
2.77
6

평균값

5034

두 번째

횟수
(㎳)
(s)
(m)
(m/s)
1
0.11

0.45 * 10
1.3
5778
2
0.56
0.58 * 10
1.3
4483
3
1.14
0.51 * 10
1.3
5098
4
1.65
0.49 * 10
1.3
5306
5
2.14
0.50 * 10
1.3
5200
2.64
6

평균값

5173

세 번째

횟수
(㎳)
(s)
(m)
(m/s)
1
0.1

0.49 * 10
1.3
5306
2
0.59
0.58 * 10
1.3
4483
3
1.17
0.50 * 10
1.3
5200
4
1.67
0.51 * 10
1.3
5098
....

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