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목차

Ⅰ. 저번 실험에 대한
1. 실험 결과 및 분석
2. 토의
3. 참고 자료

Ⅱ. 다음 실험에 대한
1. 실험 목적
2. 실험 원리
3. 실험 기구 및 장치
4. 실험 방법
5. 참고 자료

본문내용

1. 실험 결과 및 분석

위의 그래프는 제공 받은 공기 중의 음속 측정 실험 결과값을 바탕으로 , vt(24.1℃), v0 를 구한 것을 유효숫자에 맞게 정리한 것이다. (단, vt = v0(1+0.00183t℃) 식에서 1은 1.00으로 취급하였다) 이 때의 소리의 진동수는 650Hz, 유리관 입구 지름은 2.0cm, 소리의 파형은 사인파, 실험실온도는 24.1℃이다. 실험 교재에 따르면 v0는 331.48m/sec 이다.

위의 그래프는 각 실험 결과와 평균값을 실험 교재에 나와 있는 v0값과 비교한 편차를 분산 형 그래프로 나타낸 것이다. 가장 편차가 컸던 실험은 2번째 실험이었고, 가장 편차가 작았던 실험은 4번째 실험이었다. 평균적으로는 5.19의 편차를 보여주었다.

위의 그래프는 각 실험 결과와 평균값을 실험 교재에 나와 있는 v0값을 이용해 구한 퍼센트 오차를 분산형 그래프로 나타낸 것이다. 편차 그래프에서도 확인했지만 2번째 실험이 가장 오차가 높았고, 4번째 실험이 가장 오차가 낮았다. 평균적으로는 1.57%의 오차를 보여주었다.

출처 : 해피캠퍼스

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Ⅰ. 저번 실험에 대한
1. 실험 결과 및 분석
2. 토의
3. 참고 자료

Ⅱ. 다음 실험에 대한
1. 실험 목적
2. 실험 원리
3. 실험 기구 및 장치
4. 실험 방법
5. 참고 자료

본문내용

1. 실험 결과 및 분석

먼저 우리는 관성바퀴의 관성모멘트 측정 실험을 진행하지 않았기에, 실험 영상에 따라 I는 148460.5gcm^2 값으로 고정시키고 보고서를 작성하였다.

위의 표는 각각 29.7g 실험 3회, 49.7g 실험 3회, 79.3g 실험 3회의 실험 데이터를 엑셀로 추세선을 구한 것을 첨부한 것이다.

위의 그래프는 첫 번째 그래프에서 얻은 추세선식을 바탕으로 실험 교재에 나와 있는 표에 맞게 실험 결과 데이터를 작성한 것이다. 유효숫자 계산법에 맞게 단위를 정리한 것이며, g와 I의 값은 해당 실험에서는 상수이므로 유효숫자 계산에 포함하지 않고 계산하였다.

출처 : 해피캠퍼스

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본문내용

1. 실험 결과 및 분석

일반물리실험 책에 있는 보고서 형식을 최대한 따르되, 조교님께 여쭤본 결과, 책에서 다량 의 오타 및 오류가 발견되었기에 이를 수정하여 작성하였다. 해당 실험의 숫자들이 워낙 작은 만큼, 계산의 용이성을 위하여 유효숫자는 10^-6까지는 최 대한 유지하였고, %오차 계산과 I측정값 도출 과정에서는 유효숫자 계산법을 준수하였다. 단, 중력가속도 값은 9.8m/s^2이 아닌, 단위의 통일을 위해 980cm/s^2으로 계산하였다. 해당 실험의 데이터 테이블은 범위가 매우 방대하기에 1s까지의 값들만을 표에 첨부하여 계산하였다.
I이론값과 I측정값의 오차를 계산할 때에는 절댓값을 기준으로 계산하였다.

<중 략>

전반적으로 질점의 관성모멘트 실험에서의 오차의 평균이 2.2588로 가장 높았고, 원환의 관 성모멘트 측정 실험에서의 오차의 평균이 0.0227로 가장 낮았다.
오차가 가장 컸던 실험은 질점의 관성모멘트 중에서도 세 번째 실험으로, d = 20으로 설정 했을 때이다.

토크 실험에서는 300g에서는 회전반경이 증가함에 따라 위와 같은 름 선형적인 그래프 개형 이 나왔지만, 나머지 경우에는 결과값이 유의미한 상관관계를 이루지 못했다.
또한 회전반경이 30mm 일 때에는 추의 무게가 증가함에 따라 각가속도도 증가하는 경향을 보였지만 나머지 경우에는 결과값이 유의미한 상관관계를 이루지 못했다.

출처 : 해피캠퍼스

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1. 실험 결과 및 분석

위의 그래프들은 같은 질량 실험의 결과 그래프이다.
각 줄은 실험 시행 순서(1, 2, 3, 4, 5) 를 나타내고, 좌측부터 피사체 1의 T-X그래프, 피사체 2의 T-X그래프, 피사체 1의 T-Y그래프, 피사체 2의 T-Y 그래프 순서로 정렬하였다. 위 그래프를 토대로 계산한 실험 결과 표는 다 음과 같다.

위 그래프는 유효숫자에 맞게 결과 표를 작성한 것이다.
(단, 오차율 계산의 용이성을 위해 지수를 이용한 표현은 하지 않았 다. 또한 결과값 숫자가 굉장히 크게 나왔으므로 모든 계산이 이루어 진 후에 유효숫자를 정리하였다.)
속도 값은 엑셀을 이용하여 충돌 전 적절한 시점까지 추세선을 구한 후 그 기울기를 이용하였다.

위의 그래프는 각 결과의 오차를 막대그래프로 나타낸 것이다.
대체적으로 △K 가 오차율이 높았고, 실험1, 5의 경우는 △Px의 오차가, 실험3의 경우는 △Py의 오차가 상대적으로 높았다.
△Py의 오차는 대체적으로 10% 안쪽으로 상대적으로 작은 값을 보여주었다. 한편, 오차율이 100%를 넘어가는 결과는 나오지 않았다.

출처 : 해피캠퍼스

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1. 실험 결과 및 분석

실험 결과 데이터 표는 위와 같다. (단, g = 9.8m/s^2으로 계산)
Fs 의 측정값을 계산의 용이성을 위하여 N 단위로 환산하였다.
또한 각각의 계산을 수행할 때
1000g은 1kg으로, 100cm는 1m로, 1000msec는 1sec로 환산하였다.
따라서 Fc 를 N 단위로 산출한다고 했을 때,
Fc = (10 * 4 * π^2 * m * r / T^2)이다.
백분율 오차의 경우 100 * ( |Fc – Fs| / Fc ) 의 방법으로 구했다.

위의 표는 실험 결과 데이터와 구한 백분율 오차 값을 유효숫자의 계산법에 맞게 다시 정리한 것이다. (단, 백분율 오차의 의미를 고려할 때, 100은 유 효숫자 계산에 포함하지 않았다)
AVG는 상단 5개 영역의 백분율 오차값의 평균을 뜻한다.

<중 략>

1. 실험 목적
마찰이 없는 판 위에서의 두 입자의 충돌 과정은 두 입자에 가해지는 힘이 내력뿐이므로, 계의 운동량은 충돌 전후에 보존되어야 한다. 본 실험은 에 어테이블에서의 2차원 충돌 실험을 통해 운동량 보존의 법칙을 확인하고, 에너지 변화를 살펴본다.

2. 실험 원리
2차원 충돌을 하는 입자의 경우 충돌 과정에서 이 계에 작용하는 힘은 서로 밀치는 힘으로 두 입자에 같은 크기, 그러나 서로 반대 방향으로 작용하여 계 전체로는 상쇄된다. 이러한 힘을, 내력(internal force)이라고 부르며 이 특성은 물체에 가해지는 힘의 작용 반작용의 법칙 (law of action and reaction) 에서 기인한다. 내력만이 작용하는 계(즉, 고립된 계)의 선운동 량은 보존되므로, 두 입자의 충돌 전후에 입자 계의 총 선운동량은 같다. 그림 1.10.1과 같이 질량이 각각 m1, m2 이고 속력이 u1, u2인 두 입자의 2 차원 충돌을 생각해 보자. 그림과 같이 좌표계를 택하면 총 선운동량의 x, y 성분이 각각 보존되므로 다음의 식을 얻을 수 있다.

출처 : 해피캠퍼스

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4. 실험 방법
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1. 실험 결과 및 분석

실험 결과 데이터 표는 위와 같다. (단, g = 9.8m/s^2)
우측의 μs 값은 마찰계수 계산값을 유효숫자에 맞게 정리한 것이다.
우리는 실험을 할 때 질량을 g 단위로 측정하였기에 무게를 구하기 위해 각각의 물체의 질량에 (환산인자  x 9.8)을 곱한 값은 추후 마찰계수를 구할 때 약분되기에 계산을 용이하게 하기 위해 곱셈 형태로 나타내었다.

위의 표는 계산을 통해 구한 마찰계수의 값을 수평면상에서, 미끄러지는 경 우, 끌어올리는 경우 3가지 항목으로 나누고 각각의 평균과 전체평균을 정 리한 것이다.
전체평균을 이용해 각각의 경우에서의 분산을 구해 보면, 수평면상에서는 0.007008, 미끄러지는 경우는 0.003300, 끌어올리는 경우는 0.010640 이다.

<중 략>

1. 실험 목적

물체가 일정한 각속도로 원운동 할 때, 이 물체에 작용하는 구심력을 측정한다.

2. 실험 원리

강체의 일반적인 운동은 질량 중심의 병진 운동과 질량 중심에 대한 회전운동으로 분리될 수가 있다. 입자가 일정한 속력 v로 반지름 r인 원 또는 원호 위를 움직이면 이 입자는 원의 중심 방향으로 가속이 되며 크기가 v^2/r 인 일정한 등속원운동을 한다. 원운동을 하는 입자에 대한 선운동학과 각운동학 사이의 관계를 생각해 보자. 그림 1.9.1 과 같이 강체 내부의 점 P의 입자의 경우，점 O를 통하는 회전축에서 r이라는 거리에 있다.

따라서 반지름이 r 원주상을 운동하게 된다. 강체가 θ만큼 회전할 때，입자는 호를 따라서 거리 s만큼 운동한다.
s = θr(1)
이 식의 양변을 시간에 관하여 미분하고，r이 일정하다는 것을 감안하면, ds/dt는 선속도 v이고，dθ/dt는 회전체의 각속도 w 이므로
v = wr(2)
이 된다. 이 식이 선속도의 크기와 각속도의 크기 사이의 관계를 나타낸다. 식(2)를 시간에 관해 미분하면 아래의 관계를 얻는다.

출처 : 해피캠퍼스

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본문내용

실험 결과 그래프 사진은 위와 같다.
위의 실험 결과 그래프를 토대로 결괏값 표를 엑셀을 이용하여 만들었다.

T1의 경우 H5를 기준으로 H5=2*3.14*(SQRT(D2/980)) 식을 이용하여 구하였다.
T2의 경우 I5를 기준으로 I5=2*3.14*(SQRT((D2/980)*(1+((RADIANS(F5))*(RADIANS(F5))/16)+(2*F1*F1)/(5*D2*D2)))) 식을 사용하여 구하였다. (단, g=9.8m/s^2, π=3.14, 계산의 기본 단위는 m, s 로 하였다)

곱셈과 덧셈의 유효숫자에 맞게 정리한 결과는 위와 같다. (단, 1은 1.000으로 계산하였다)

일반물리학실험 교재의 (8)번 지시에 따라 분석을 해 보면,
보수적으로 보면 우리 실험에서 1, 2, 3회차 실험 모두 단순조화운동으로 근사할 수 있는 영역은 존재하지 않는다. 그래프 – 1에서 육안으로도 점차 줄어드는 것을 확인할 수 있고, 실험방법 (3)의 주의사항에도 진폭이 적어야 sinθ≅θ 의 근사식을 쓸 수 있다고 되어 있다.

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3. 실험 기구 및 장치
4. 실험 방법
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본문내용

실험 결과 그래프 사진은 위와 같다.
(자유낙하(T-Y) 1 2 3 / 포물선(T-X) 1 2 3 / 포물선(T-Y) 1 2 3 순으로 정렬)
위의 실험 결과 그래프를 토대로 결괏값 표를 엑셀을 이용하여 만들었다.

<중 략>

위의 표는 엑셀을 이용해 구한 중력가속도 오차(%)를 자유낙하운동, 포물선운동 두가지 항목으로 분류하여 막대그래프로 나타낸 것이다.
자유낙하운동에서의 중력가속도 오차는 대부분 20%대 언저리에서 나타났다.
반면 포물선운동에서의 중력가속도 오차는 자유낙하운동에서의 그것보다 편차가 심하게 나타났지만 1~3회 측정에서 모두 20% 보다는 현저히 낮았다.
즉, 서로의 실험 대비 자유낙하운동은 정밀도가, 포물선운동은 정확도가 높았 다고 볼 수 있다.
다음으로 중력가속도 차에 대한 그래프이다.

<중 략>

2. 토의
중력가속도 오차 결괏값에서 자유낙하실험은 비교적 정밀도가, 포물선운동은 비교적 정확도가 높았다고 했지만 정밀도와 정확도 모두가 높은 결과는 존재하지 않았다. 반면 중력가속도 값의 차 결괏값은 모든 회차의 실험에서 0.1% 이상의 차이를 보이지 않았다. 이에 대한 오차 논의는 다음과 같다.

첫째, 공기의 저항에 의한 오차가 발생했을 수 있다. 자유낙하실험은 동일한 높이에서 동일한 기구를 이용하여 공을 낙하시키는 과정을 거쳤는데, 이때 공기의 저항으로 인해 중력가속도 측정값에서의 오차가 발생했을 수 있다.

출처 : 해피캠퍼스

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1. 실험 결과 및 분석
2. 토의
3. 참고 자료

Ⅱ. 다음 실험에 대한
1. 실험 목적
2. 실험 원리
3. 실험 기구 및 장치
4. 실험 방법
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1. 실험 목적
자유낙하 하는 물체와 수평방향의 초기속도를 가지고 떨어지는 물체에 대하여 각각의 경우 중력가속도를 측정하고 그 차이가 없음을 확인한다.
2. 실험 원리
공기저항을 무시할 때 자유낙하 하는 물체에 작용하는 힘은 중력으로 일정하게 작용한다, 따라서 일정한 가속도(g)를 사지고 지구중심을 향하는 일차원 운동을 할 것이다. 처음 정지 상태 에서 출발하고 물체의 운동방향을 +y로 정하면 t초 후 물체의 낙하거리는 다음과 같이 주어진
다. y(t)= 
gt^2
(실험 교재에는 gt라고 되어 있었는데 오류가 있는 것 같아 수정합니다.) 마찬가지로 +x방향으로 초기속도 v0를 가지고 떨어지는 물체의 경우, 이 운동은 서로 무관한 x방향의 운동과 y방향의 운동으로 나누어 분석할 수 있다. x방향은 작용하는 힘이 없고 따라서 초기속도 v0의 등속도운동을, y방향은 자유낙하하는 물체와 같은 운동을 하게 된다.

출처 : 해피캠퍼스