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목차

1. 실험 결과
(1) 실험 1. 횡파의 정상파 1
(2) 실험 2. 횡파의 정상파 2
(3) 실험 3. 종파의 정상파 1
(4) 실험 4. 종파의 정상파 2

2. 결과분석

3. 토의 및 결론

4. 참고 문헌

본문내용

1. 실험 결과
(1) 실험 1. 횡파의 정상파 1
실험 1에서는 줄의 길이와 장력을 일정하게 유지하고 줄에 가해지는 진동수를 변화시켜 정상파가 관찰되는 진동수를 찾는 활동을 하였다. 그런 다음, 아래 공식을 활용하여 실험을 통해 구할 수 있는 선밀도를 계산하였고, 이를 줄의 실제 선밀도와 비교하여 측정이 얼마나 정확하게 이루어졌는지를 확인하였다. 공식에서 f는 줄에 가해지는 진동수, n은 진동하는 줄에서 나타나는 배(antinode)의 개수, L은 줄의 길이, F는 줄에 가해지는 장력, 는 줄의 선밀도르를 의미한다.

<중 략>

(3) 실험 3. 종파의 정상파 1
실험 3에서는 막힌 관에서 종파의 대표적인 종류 중 하나인 소리의 정상파를 관찰하는 실험이다. 공명관의 한쪽 끝에는 800Hz, 1000Hz의 음파를 방출하는 스피커가 있고, 피스톤을 잡아당기면서 관의 길이를 증가시키며 스피커 아래에 장착된 마이크로 음파의 진폭을 측정하는 것이다. 공명이 발생하는 지점에서는 음파의 크기가 최대가 되므로 마이크에서 나오는 전압을 Capstone 프로그램으로 시각화했을 때 진폭이 최대로 증가하는 것을 관찰할 수 있다. 이때 진폭이 최대가 되는 지점끼리 비교했을 때 관의 길이의 차이는 파장의 절반에 해당하기 때문에, 실험 결과를 통해 음파의 파장을 구하고,    ×  공식을 이용하여 음파의 속력을 계산할 수 있다. 다음은 800Hz, 1000Hz의 음파 방출했을 때, 소리의 진폭이 최대가 되는 관의 길이와 그것을 통해 구한 정상파의 을 정리한 표이다.

출처 : 해피캠퍼스

목차

1. 실험 결과
(1) 실험 1. 막대형 물리 진자
(2) 실험 2. 원판형 물리 진자
(3) 실험 3. 비틀림 상수
(4) 실험 4. 비틀림 진자

2. 결과분석

3. 토의 및 결론

4. 참고 문헌

본문내용

1. 실험 결과
(1) 실험 1. 막대형 물리 진자
실험 1에서는 막대형 물리 진자의 운동을 관찰하여 운동 주기의 실험값을 측정한 다음, 공식을 통해 구한 이론값과 비교해보는 활동을 하였다. 막대형 물리 진자로는 길이가 500.0mm인 막대를 사용하였는데, 고정점과 막대 중심 사이의 거리를 d라고 했을 때 d값을 230.0mm, 190.0mm, 144.0mm, 100.0mm, 60.0mm로 변경해가면서 실험을 진행하였다. 각 실험에서 진자를 진동시키면 Capstone 프로그램을 통해 시간에 따른 각도 그래프를 그릴 수 있다. 그래프상에서 위로 볼록한 구간의 peak를 측정 기준점으로 정하여 이웃한 기준점간의 시간차를 계산함으로써 해당 구간의 주기를 구할 수 있다. 각 거리(d)당 3번씩 실험을 반복하였으며 그 결과를 정리하면 다음과 같다.

<중 략>

(2) 실험 2. 원판형 물리 진자
실험 2에서는 실험 1에서와 동일한 과정으로 진행되었는데, 실험 1의 막대형 물리 진자를 실험 2에서는 원판형 물리 진자로 바꾸어 진행하였다. 원판형 물리 진자의 운동을 관찰하며 운동 주기의 실험값을 측정하고, 공식을 통한 이론값과 비교해보는 활동을 했다. 원판형 물리 진자의 반지름 R은 100.0mm이고, 고정점과 원판 중심 사이의 거리 d를 90.0mm, 70.0mm, 50.0mm, 30.0mm로 변경해가면서 주기를 측정하였다. 각 실험에서 Capstone 프로그램에서 그려지는 시간에 따른 주기 그래프를 분석하였고 위로 볼록한 구간의 peak를 측정 기준점으로 하여 이웃한 peak 사이의 시간차, 즉 해당 구간의 주기를 측정할 수 있었다. 각 거리(d)당 3번씩 실험이 반복되었으므로 3개의 측정값의 평균을 내어 해당 d에 해당하는 주기 실험값을 구하였고, 그 결과를 정리해보면 다음과 같다.

출처 : 해피캠퍼스

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1. 실험 결과
(1) 실험 1. 용수철 상수 측정
(2) 실험 2. 용수철 진자의 운동
(3) 실험 3. 단진자의 운동

2. 결과분석

3. 토의 및 결론

4. 참고 문헌

본문내용

1. 실험 결과
(1) 실험 1. 용수철 상수 측정
실험 1에서는 추의 질량에 따라 용수철의 길이의 변화량을 측정하여 용수철 상수를 구하는 활동을 하였다. 추걸이와 다양한 질량의 추를 조합하여 총 질량이 40g일 때부터 80g이 될 때까지 5g씩 증가하도록 용수철에 매달며 용수철이 늘어난 길이를 측정하였다. 추걸이와 추의 총 질량이 40g일 때 용수철의 늘어난 길이를 0m, 용수철에 작용하는 힘을 0N이라고 설정한 후 측정값을 정리하였다. 용수철에 늘어난 길이에 대한 용수철에 작용하는 힘을 그래프로 그렸을 때 직선형 그래프가 나타나는데, 이때 직선의 기울기가 용수철 상수에 해당한다. 실험을 통해 질량에 따라 용수철 길이의 변화량, 용수철에 작용하는 힘을 정리하고 그래프를 통해 용수철 상수를 구하면 다음과 같다.

출처 : 해피캠퍼스

목차

1. 실험 결과
(1) 실험 1. 관성모멘트 측정
(2) 실험 2. 각운동량 보존

2. 결과 분석

3. 토의 및 결론

4. 참고문헌

본문내용

1. 실험 결과
(1) 실험 1. 관성모멘트 측정
실험 1에서는 세 가지 강체에 대한 데이터를 통해 관성 모멘트의 실험값을 직접 측정하고, 이론적으로 구한 관성 모멘트와 비교하는 활동을 하였다. 관성 모멘트의 실험값을 구하기 위해 먼저 각 강체를 회전축 도르래 위에 올려놓고 추와 도르래를 이용하여 회전시킨 뒤, 포토게이트와 캡스톤 프로그램을 통해 그려지는 시간-속력 그래프의 기울기, 즉 낙하하는 추의 가속도를 구하였다. 그 가속도를 다음 식에 대입함으로써 강체의 관성 모멘트를 알 수 있었는데, r은 회전축 도르래의 반경, m은 낙하하는 추의 질량을 의미한다.

<중 략>

강체 A, B, C의 관성모멘트를 구하기에 앞서 먼저 회전축과 도르래 부분의 관성 모멘트를 구해야 한다. 실험 1에서 강체 A, B, C는 독립적으로 회전하지 않고, 도르래에 고정된 후 같이 회전하기 때문에 회전축과 도르래의 관성 모멘트를 미리 실험적으로 구해놓고 나중에 각 실험의 측정값에서 빼는 방식으로 계산에 반영해야 한다. 도르래 위에 아무것도 올려놓지 않은 상태에서 연결된 추를 낙하시키면 도르래가 회전운동을 함에 따라 캡스톤 프로그램으로 시간에 대한 속력 그래프를 그릴 수 있는데, 여기서 그래프의 기울기는 낙하하는 추의 가속도, 즉 도르래 표면의 접선 방향 가속도를 의미한다.

출처 : 해피캠퍼스

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1. 실험 결과
(1) 강체 #1. Solid Cylinder (Al)
(2) 강체 #2. Solid Cylinder (PE)
(3) 강체 #3. Solid Sphere
(4) 강체 #4. Hollow Cylinder
(5) 강체 #5. Solid Cylinder (Al, Large)

2. 결과분석

3. 토의 및 결론

4. 참고 문헌

본문내용

1. 실험 결과
이번 실험에서는 형태 및 질량이 다른 강체들을 경사면에서 미끄러지지 않게 굴려본 뒤 각 강체의 가속도를 측정하여 비교해보았다. 측정값을 바탕으로 질량과 크기는 다르지만 형체가 동일하면 강체의 가속도가 같은지 확인하고, 형태가 다르지만 반경이 동일한 강체들의 운동에서는 어떠한 차이가 존재하며 그 차이가 이론에서 배운 내용과 일치하는지 확인해보고자 한다. 또한, 각 강체가 운동할 때 강체의 역학적 에너지가 보존되는지의 여부를 확인해보려 한다.
트랙을 이용해 지면과 5.2도 기울어진 경사면을 만들고, 이 동일한 경사면에서 총 5가지의 강체를 미끄러지지 않게 굴려보며 운동을 분석하였다. 구형 강체 1개, 원통형 강체 3개, 내부가 비어있는 원통형 강체 1개를 사용하였는데, 이 중 원통형 강체 1개를 제외한 나머지 강체들의 반경은 같다. 또한, 반경이 같은 2개의 원통형 강체는 구성 물질이 달라 질량이 다르다. 실험에서 사용한 다섯 개의 강체의 정보를 정리하면 다음과 같다.  은 강체의 (외부) 반경,  는 강체의 내부 반경을 의미한다.

[표1] 실험에서 사용한 강체의 정보

실험에서 경사면을 따라 굴린 강체는 운동 센서를 사용하여 일정한 시간마다 위치를 측정하였고, 강체 한 개당 총 5번의 실험을 반복하였다. Capstone 소프트웨어를 통해 추출한 데이터를 이용하여 각 강체의 시간에 따른 속력 그래프를 그린 후, 최소자승법을 통해 각 그래프의 기울기 값을 구하였다. 그 결과는 다음과 같다.

출처 : 해피캠퍼스