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Intro ......

 

추걸이에 추를 매달아 센서로 그 거리를 측정하였으므로,오차의 원인 & 오차를 극복하기 위한 방법 ① 이론 오차 결과 분석을 할 때 이론적인 중력 가속도 g를 9. 토의 1.hwp 파일자료. 2.8㎨로 잡아서 계산했는데, 추걸이가 어느 방향으로 기울어지느냐에 따라 센서와 추걸이와의 거리에 근소한 차이가 생길 소지가 있다. - 실험에 사용한 용수철이 부분적으로 살짝 휘어있었고, 평균 진동주기 T`=0. → 파형 구동자에 연결된 전선을 그대로 늘어뜨리지 말고 위로 살짝 들어주어 스탠드가 균형을 이룰 수 있도록 한다.22(Hz)였지만, 파형 구동자에 전력을 공급하는 전선 때문에 무게 중심이 전선 쪽으로 쏠려 스탠드의 균형을 유지하기 어려웠다. - 실험에 사용한 추에 써있는 무게와 실제 무게가 조금이라도 다를 경우, 표준 중력 가속도 역시 실험실에서의 실측 중력 가속도와 미세하나마 차이가 있을 수 있으므로 계산 결과에 약간의 오차가 발생할 소지가 있다. 특히 파형 구동자를 이용한 강제 진동 실험의 경우, 단순 조화운동의  ......

 

 

Index & Contents

단순 조화 운동과 강제 진동 Report

 

단순 조화 운동과 강제 진동.hwp 파일자료.zip

 

 

단순 조화 운동과 강제 진동

 

단순 조화 운동과 강제 진동의 결과보고서 입니다 단순조화운동과강제진동-결과보고서

 

2. 토의

1. 이론치와의 오차

이번 실험은 용수철 상수를 측정하여 계산한 단순조화운동의 주기값과 중력 하에서 물체를 용수철에 매달아 상하 운동시켜 측정한 주기를 비교하는 실험이다. 여기에 덧붙여, 파형 구동자를 사용하여 일정한 크기의 외력이 작용하는 강제진동의 경우도 모션센서를 이용하여 그래프의 개형을 그려 구동주파수가 자연 진동수와 약간 차이가날 때와 거의 일치할 때의 그래프 개형의 차이를 알아보는 실험이다.

단순조화운동 실험에서 이론적인 진동 주기값 T=0.822(sec)로 계산되었고, 평균 진동주기 T`=0.846(sec)로 측정되어 오차는 -2.92(%)정도로 나타났다. 그리고 강제진동 실험에서는 이론적인 자연 진동수 값은 1.22(Hz)였지만, 실제로는 구동주파수가 1.153(Hz)일 때 의도했던 (구동주파수와 자연 진동수가 거의 일치할 때의) 그래프 개형이 나타났다.

 

2. 오차의 원인 & 오차를 극복하기 위한 방법

① 이론 오차

결과 분석을 할 때 이론적인 중력 가속도 g를 9.8㎨로 잡아서 계산했는데, 이는 북위 37°에서의 표준 중력 가속도인 9.799㎨와 약간의 차이가 있으며, 표준 중력 가속도 역시 실험실에서의 실측 중력 가속도와 미세하나마 차이가 있을 수 있으므로 계산 결과에 약간의 오차가 발생할 소지가 있다.

 

② 실험 오차

* 환경 오차

- 실험할 때 이용한 테이블이 지면과 완전히 수평이 되지 않았을 수 있다. 또한 용수철을 매달거나 파형 구동자를 설치한 스탠드도 지면과 완벽하게 수직을 이루지 못했을 가능성이 있다. 특히 파형 구동자를 이용한 강제 진동 실험의 경우, 파형 구동자에 전력을 공급하는 전선 때문에 무게 중심이 전선 쪽으로 쏠려 스탠드의 균형을 유지하기 어려웠다.

→ 파형 구동자에 연결된 전선을 그대로 늘어뜨리지 말고 위로 살짝 들어주어 스탠드가 균형을 이룰 수 있도록 한다.

- 공기의 저항 역시 오차의 한 원인으로 생각해볼 수 있다. 공기 중에서 추를 매단 용수철을 진동시키는 실험이므로 공기의 저항에 의해 중력가속도가 감소하는 효과가 발생할 수 있다.

- 용수철 상수를 측정할 때, 추걸이에 추를 매달아 센서로 그 거리를 측정하였으므로, 바닥이 평평하지 않았다. 즉, 추걸이가 어느 방향으로 기울어지느냐에 따라 센서와 추걸이와의 거리에 근소한 차이가 생길 소지가 있다.

→ 추걸이 아래에 작은 질량을 갖는 평평한 판을 실로 연결하여 모션 센서가 거리를 측정하는데 오차를 줄이도록 만드는 방법을 생각해 볼 수 있다.

- 실험에 사용한 용수철이 부분적으로 살짝 휘어있었고, 특히 끝부분에서 간격이 불규칙하게 벌어져있었다. 이는 용수철 상수를 측정할 때나 추를 매달아 진동시킬 때 약간의 오차를 유발할 가능성이 있다.

- 실험에 사용한 추에 써있는 무게와 실제 무게가 조금이라도 다를 경우, 단순 조화운동의 주기를 구할 때 오차가 발생할 수 있다.

 

 

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