[성균관대학교 A+] 일반물리학실험1 멜데의 소리굽쇠 실험

소개글

성균관대학교 일반물리학실험 분반 3등 / A+ 레포트입니다.
채점 조교님이 매우 까다로우셔서, 오차원인을 아주 정성적, 정량적으로 작성하길 원하셨습니다.
그래서 제 레포트에는 오차 원인이 상세하게 작성되어 있습니다.
간단히 설명하자면, "에너지 손실은 공기저항 때문이다"를 "실험에 사용된 구체의 표면적은 A이고, 구체의 가속도는 a이므로 이를 공기저항 식에 대입해 보았을 때 총 에너지 손실은 X이다."와 같이 작성하였습니다.
오차 원인을 상세하게 쓰셔야 하는 분들께 추천드리고 싶습니다.
많은 구매 부탁드립니다.

목차

1. 실험 목적
2. 이론
3. 실험 기구
4. 실험 방법
5. 실험 결과
6. 결과 분석 (오차 원인 분석)
7. 결론
8. 참고 문헌

본문내용

6. 결과 분석
실의 밀도, 현의 파장, 추의 무게를 이용해 계산한 진동수의 이론 값과 실제진동수 측정값의 상대 오차가 약 0.01~0.1정도 이므로, 오차가 크게 나타나지 않는다. 하지만 약간의 오차가 발생하는 원인을 분석해보고자 한다.

공기저항
실이 진동하며 공기저항을 연속적으로 받게 된다. 진동수의 이론 값을 구하기 위한 식 f=f_1=1/λ_1 √(T/ρ) 에서 √(T/ρ)=v 이므로, 속도의 감소는 진동수 이론 값의 감소에 영향을 준다. 따라서, 공기저항이 오차에 어느정도 영향을 주는지 대략적으로 계산해보겠다.
공기 저항력은 F=1/2 ρv^2 AC_d로 계산할 수 있다.
(ρ는 공기의 밀도, v는 물체의 속력, A는 기준 면적, C_d는 공기저항계수이다.)
실험에서 사용된 실은 공기와 마찰하는 방향에서 보았을 때 긴 실린더 형태의 도형이므로, 공기저항계수로 0.82를 사용한다. 또한, 해수면에서 섭씨 15도일때의 공기밀도인 1.225 kg/m^3를 ρ값으로 사용한다.
1회차 실험에서 v=√(T/ρ) 를 통해 속도를 구하면, 속도는 약 25.86m/s 이다.
그리고 실의 단면적을 구하기 위해, 실을 얇은 원기둥이라 가정하였다. 현의 길이가 32cm이고, 실의 반지름을 0.1cm라고 가정한다면, 원기둥의 옆 넓이는 약 10〖cm〗^2 이다. 이를 m 단위로 환산하면, 0.001m^2이다. 따라서, 공기 저항력을 계산하면, 이다.
교류 장치가 계속하여 줄에 진동을 일으키고 있어서, 실질적인 속도 감소량을 구하기는 힘들다.

참고 자료

일반물리학실험 – 성균관대학교 물리학과 물리실험위원회 편
공기 저항력 출처
https://terms.naver.com/entry.naver?docId=5810486&cid=60217&categoryId=60217
공기 밀도 출처
https://terms.naver.com/entry.naver?docId=3377000&cid=40942&categoryId=32299
공기저항계수 출처
https://en.wikipedia.org/?title=Drag_coefficient