A+, 100점) 22학년도 일반물리학실험1 <물리진자> 실험 리포트

소개글

한양대학교 에리카 22학년도 1학기 일반물리학실험 1 실험 리포트입니다.
취득점수 및 최종 점수 모두 100점으로 A+ 받은 리포트이며,
새로 바뀐 장비들(PASCO 850 Universal Interface, Tracker)로 실험한 리포트입니다.
Discussion(토의)에 심혈을 기울여 작성하였습니다.
실험 결과 분석(계산 과정 등등)은 유효숫자까지 고려하여 상세하게 작성하였기 때문에
실험 결과값을 계산하는데 도움이 많이 될 것입니다.

목차

1. 실험 제목
2. 실험 목적
3. 이론 및 원리
4. 실험 준비물
5. 실험 방법
6. 실험 결과
7. 실험 결과 분석
8. Discussion(토의)
9. 참고 문헌

본문내용

1. 실험 제목
물리진자

2. 실험 목적
진동하는 물리진자의 운동을 관측하고 선형단순조화운동으로 근사할 수 있는 조건과 비
선형 효과를 고려해야 하는 조건에 대해 알아보고 그 주기를 측정하여 이론값과 비교해본 다.

3. 이론 및 원리
1) 단진동(단순조화운동)
2) 단진자
3) 단진자 운동
[그림 1]과 같이 길이가 l 인 실에 질량 m인 추가 매달려 있는 상황에서 추를 (theta)의 각도 만큼 들어 올렸다가 놓았을 때, 추는 중력에 의해 단진자 운동을 하게 된다. 이때, 추에 작용하는 힘을 분해하여 분석하면, 중력 mg는 mgcos(theta)와 mgsin(theta)로 분해할 수 있다. mgcos(theta)는 실의 장력 T와 상쇄되기 때문에, 추에 작용하는 알짜힘은 mgsin(theta)이다. 그런데, mgsin(theta)는 추를 평형 위치로 되돌리려는 복원력이기 때문에 운동방정식을 다음과 같다.

< 중 략 >

4. 실험 준비물
Tracker 프로그램, 60fps 카메라, 스크린, 스탠드 및 클램프와 막대, 물리진자용 색상 인식 형광구, 무명실

5. 실험 방법
1) 실을 매단 점부터 형광구까지의 길이를 측정한다.
2) 형광구를 약간 들었다 놓아 운동시키고, 60fps 카메라로 형광구의 운동을 촬영한다.
(1) 카메라는 구면수차를 감안하여 2~3m 뒤에 설치한다.
(2) 줌을 조절하여 화면을 맞춘다.
(3) 수평계 등으로 카메라가 중력의 방향과 수직이 되게 맞춘다.
3) Tracker 프로그램을 실행한다.
4) Tracker 프로그램에서 분석할 촬영 영상을 드래그인 드롭으로 불러온다.
(1) 분석할 영상을 불러왔을 때, 화면의 방향이 잘못되어 있으면 ‘비디오 – 필터 – 새 필터 – 회전’을 통해 방향을 회전한다.
(2) 영상이 어둡거나 너무 밝은 경우 ‘비디오 – 필터 – 새 필터 – 밝기와 대비’를 통해 분석하기 좋은 밝기와 대비로 조절한다.

참고 자료

David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker, “일반물리학(11판, 고려대학교 외 5교 교수진 역”, 텍스트북스(2021).