물리학 실험 줄의 진동

물리학 실험 줄의 진동

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본문 예비보고서 : 줄의 진동 1. 목적 줄의 진동 특성을 설명하는 파장, 주파수, 줄의 장력과 파동속도가 어떤 관계에 있는지를 알아보자. ① 고무줄과 같은 탄성줄에 발생한 정상파의 파동속도를 구해 보자. ② 비탄성줄에서 발생한 정상파의 파동속도를 알아보자. 2. 이론 진동하는 줄에서 나타나는 파동속도(v)는 파동의 파장(lambda )과 주파수(f)로 표현될 수 있다. v``=`f lambda 또한 줄의 파동속도 v는 다음과 같이 장력(F)과 줄의 선형밀도(mu )의 함수로 표현될 수 있다. v``=` sqrt F over mu 선형밀도는 줄의 단위 길이당 질량이다. 고무줄의 경우 이렇게 계산한 선형밀도는 고무줄을 잡아 늘이지 않았을 때 계산한 값보다 더 작다. 고무줄을 잡아 늘였을 때의 선형밀도는 아래와 같이 나타난다. mu ``=` (늘이지`않았을`때의`길이)`` TIMES `(늘이지`않았을`때의`선형밀도) over 늘였을`때의`길이 정상파는 파장, 속도, 진폭이 동일한 2개의 파동이 동일한 매질을 통해 반대 방향으로 진행하다가 중첩되어 서로 간섭할 때 발생한다. 줄의 진동은 줄의 길이에 따라 다양한 고유진동모드를 가진다. 가장 단순한 형태는 줄의 양쪽 끝이 마디이고 가운데가 볼록한 배를 갖는 형태의 진동이다. 이 경우 줄의 길이(L)는 파동의 파장(lambda )의 1/2과 같다. 다음으로 줄은 각 끝과 가운데에 마디가 있고 2개의 볼록한 배를 갖는 진동을 할 수 있다. 그러면 파장은 줄의 길이와 같다. 이와 같이 줄은 볼록한 배가 더 큰 정수 형태를 갖는 진동을 할 수 있다. 따라서 모든 경우를 고려하면 줄의 길이는 반파장(lambda /2)에 정수를 곱한 값과 같다. 줄의 고유진동모드는 줄의 길이 L과 세그먼트(1개의 배를 갖는 마디와 마디 사이의 단위)의 수 n에 따라 결정된다. 세그먼트는 파장의 1/2이므로 다음과 같이 나타낼 수 있다. lambda _ n` =` 2L over n ````````````````n``=`1,`2,`3,` CDOTS 위의 세가지 식을 결합하여 장력을 표현하면 아래와 같이 나타낼 수 있다. F``=`4 mu f ^ 2 L ^ 2 ( 1 over n ^ 2 ) 3. 추가 이론 정상파 진동의 마디점과 마루, 골의 위치가 고정된 파동을 말한다. 진행파와는 달리 진동하지 않 는 마디점이 고정되어 관찰되며 최대로 진동하는 지점이 마루와 골을 반복하며 나타난다. 현악기 등에서 흔히 볼 수 있는데, 양 끝단이 고정된 현을 진동시켰을 때 전체 현의 길이 를 반파장의 정수배로 하는 정상파가 나타나게 된다. 하고 싶은 말 좀 더 업그레이드하여 자료를 보완하여, 과제물을 꼼꼼하게 정성을 들어 작성했습니다. 위 자료 요약정리 잘되어 있으니 잘 참고하시어 학업에 나날이 발전이 있기를 기원합니다 ^^ 구입자 분의 앞날에 항상 무궁한 발전과 행복과 행운이 깃들기를 홧팅 키워드 진동, 선형밀도, 밀도, 마디, 고무줄, 이론