[일반물리실험] 일반물리학1 실험보고서 - 강제진동

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2009.05.24 / 2019.12.24
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하고 싶은 말: 카이스트 일반물리학1 실험보고서 중 여덟번째 강제진동 입니다.

목차: 서론

가. 스프링 상수 측정
　1. 관련이론
　2. 실험방법
　3. 실험결과
　4. 결과분석

나. 단진동 주파수 측정
　1. 관련이론
　2. 실험방법
　3. 실험결과
　4. 결과분석

다. 감쇠진동
　1. 관련이론
　2. 실험방법
　3. 실험결과
　4. 결과분석

라. 구동 주파수와 진폭과의 관계
　1. 관련이론
　2. 실험방법
　3. 실험결과
　4. 결과분석

마. 맥놀이
　1. 관련이론
　2. 실험방법
　3. 실험결과
　4. 결과분석

고찰

본문내용: 마.4. 결과해석
우리가 관찰한 그래프는 큰 진폭 안에서의 작은 진폭의 움직임이다. 이 작은 진폭의 움직임이 끝나고 나면 다시 큰 진폭이 조금 작아지면서 작은 진폭이 또다시 생길 것이다. 여기서 우리는 맥놀이의 주기(큰 주기)가 작은 주기보다 훨씬 크다는 사실을 관찰할 수 있다.

고찰
본 실험에서는 세 가지의 특징적인 진동 현상을 확인하고 그것을 식으로 옮겨 수치적인 분석이 가능했다. 실험의 특성상 상당히 좁은 간격으로 연속적인 데이터를 뽑을 수 있었기 때문에, 상당히 정확한 실험이 가능했던 것으로 보인다.
그러나 근본적인 문제가 남아 있었다. 우선, 스프링을 잡아당겼다 놓는 것은 사람이기 때문에 문제가 발생한다. 특히 스프링을 완벽하게 직각으로 잡아당기지 않으면 각도가 흐트러지기 때문에 정상적인 진동 운동에서 상당히 동떨어진 운동이 된다. 옆의 지지대와 부딪혀 감쇠가 예정보다 빠르게 일어나는 경우도 잦았다.
그리고 진폭을 연속적으로 잴 때, 모든 숫자를 부르는 즉시 적을 수 없었기 때문에 진폭의 수치 변화를 동영상으로 촬영한 뒤 기록하였다. 덕분에 측정에는 불편함이 없었으나, 스프링의 진동과 수치 변화를 동시에 볼 수 없었기 때문에 간혹 수치가 이상하게 표기되어도 그것을 믿고 그대로 데이터로 받아들이는 수밖에 없었다. 진폭 측정은 매 순간마다 이루어지는 것이 아니고, 진동체의 검은 부분과 투명한 부분을 인식하는 순간에 이루어지기 때문에 여기에 문제가 있을 가능성도 있다고 본다.
하지만 이러한 문제점에도 불구하고, 지금까지의 어떤 실험보다도 더 연속적인 데이터, 그리고 그 fitting이 동반된 실험이었기 때문에 여기에 의의를 두고자 한다. 이와 같은 수치적인 분석을 통해 진동 현상을 수식으로 규명하는 데 한층 도움이 되었다.

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