실험레포트(물리)복합진자예비레포트

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본문 복합진자 예비 레포트 실험 목적 : 진자의 진동수와 자석을 이용한 감쇠에 따른 진자의 진폭변화를 확인한다. 실험 이론 : 실험 장치를 보면 스프링 두 개가 연결 된 실이 있다. 이 실을 디스크에 감으면 디스크가 비틀림 진자처럼 앞뒤로 진동하게 된다. 비틀림 진자의 주기는 T=2 pi sqrt I over KAPPA 로 구할 수 있다. 이 때 I는 디스크의 회전 관성이고, Κ는 스프링의 알짜 비틀림 용수철 상수 이다. 디스크의 회전 관성은 디스크의 질량과 반지름의 알면 구할 수 있다. 이 실험에서 디스크는 디스크의 중심을 수직으로 지나는 축을 기준으로 진동하므로, 회전 관성은 I= 1 over 2 MR ^ 2 으로 구할 수 있다. 비틀림 용수철 상수는 디스크에 일정한 토크(tau =rF)를 가할 때 변화한 디스크의 회전각도(Θ)를 통해 구할 수 있는데, 공식은 KAPPA = tau over THETA 이다. 감쇠진자가 사인곡선형태의 토크에 의해 움직일 때, 그 움직임을 설명하는 미분방정식은 다음과 같다. I d ^ 2 THETA over dt ^ 2 +b d THETA over dt + KAPPA THETA = tau _ 0 cos omega t 그리고 이 방정식의 해는 THETA = THETA _ 0 over sqrt ( omega ^ 2 - omega _ 0 ^ 2 ) cos( omega t- delta )이다. 그리고 δ는 delta =tan ^ -1 ( 2 omega b over omega _ 0 ^ 2 - omega ^ 2 )로 주어지는 회전 토크와 결과적으로 나오는 움직임의 위상차 이다. ① 회전 진동수(ω)가 0에 가까워 질 때, delta =tan ^ -1 (0) -> 0이 된다. 따라서 디스크의 움직임은 회전 토크와 같은 위상을 가진다. ② 공명이 일어나는 omega = omega _ 0 의 경우, 그 결과는 THETA = THETA _ 0 over 2 omega _ 0 b cos( omega _ 0 t- pi over 2 ), 그리고 delta =tan ^ -1 ( 2 omega b over omega _ 0 ^ 2 - omega ^ 2 )=tan ^ -1 ( INF )= pi over 2 이 된다. ③ 회전 진동수(ω)가 무한대로 가면, delta = lim _ omega -> INF tan ^ -1 ( 2 omega b over omega _ 0 ^ 2 - omega ^ 2 ) = pi 가 된다. 이 결과 진자는 회전 토크와 180°의 위상차를 갖게 된다. 실험 기구 : 복합진자, 데이터 스튜디오, 전원 증폭기, 버니어 캘리퍼스 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 디스크, 진자, 실험, 복합, 복합진자, 관성