[공학]가변 G진자 결과

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목차: [1] 측정값[2] 계산 및 결과
[ 토의 ]
1. 질문에 대한 검토.
[[실험 과정 및 결과에 대한 검토]]

본문내용: D. 이 실험에서 마찰력의 효과를 무시하였다. 마찰력의 효과는 중력가속도의 계산에서 g의 계산 값이 참값보다 작게 나오게 하는가 아니면 크게 나오게 하는가? 교과서 15장 감쇠진동을 참조하여라.
g가 크게나올 것이다. 일단 주기의 측면에서 볼 때, 주기가 짧아진다. 즉 마찰이 있음으로 해서 그 최대 진폭이 점차 줄어들기 때문에 그 줄어든 진폭에 도달하는 시간은 짧아지는 것이다. 따라서 g를 구하는 식이
이므로 T가 작아지면 중력가속도 g는 커지게 된다.
감쇠진동의 경우는 진동의 Magnitude 가 oscillate 할수록 줄어드는 현상을 말한다. 즉 마찰이라는 것은 원래의 힘에 반대로 작용하는 힘이기 때문에 감쇠진동을 초래하게 되는 것 이다.

[[실험 과정 및 결과에 대한 검토]]
일단 이번 실험은 진자의 주기와 주파수등을 이용하여 중력가속도와 경사각도에 따른 주기의 변화를 측정하는 것이었다. 우선 실험 결과에 대한 검토를 하면,
첫째로 실험 1의 경우는 추와 막대의 여러 데이터들을 이용하여 추의 관성모멘트와 막대의 관성모멘트를 계산하고, 그것을 더해서 총 관성 모멘트를 구한다. 즉 여기서 구한 총 관성 모멘트는 진자의 진동에 대한 추와 막대의 총 관성 모멘트이다. 이렇게 해서 나온 관성 모멘트는 실험 1의 경우 kg*m 정도가 나왔다. 이렇게 해서 나온 관성 모멘트는 예비 레포트의 내용에서 처럼. 그 계의 각속도의 변화에 대한 저항값이라고 해석이 된다. 따라서 위의 I 값이 병진 운동에서는 마치 질량 처럼 작용한다는 것을 알 수 있다. 또한 관성모멘트의 성질에 의해서 중력가속도 g를 구할 수가 있고 , 또한 주기 T를 구할 수가 있다. 중력가속도

주기
여기서 주의 할 점은 관성 모멘트 I 를 구할 때,
추의 경우는 L1과 L2의 비율을 고려해서 평행축 정리를 이용하여, 의 식을 써야하고 , 막대의 경우도 평행축 정리에의해서 의 식을 써야 한다는 것이다. 평행축 정리에 대한 자세한 사항은 다음과 같다.

주의할 점은 평행축 정리는 질량 중심점에 대한
관성모멘트와 임의 점에 대한 관성모멘트를 비교하는 것이다.

참고문헌: 1. Harris Benson : “University Physics (revised edition)”, Wiley . 진자의 운동에관한 전반적 내용
2. 두산 대 백과 사전 _ 기본적 용어의 정의.
3. 물리학 실험 교재. _ 실험에 관한 내용

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