진자운동 실험

소개글

진자운동 실험

목차

Ⅰ.실험목표
Ⅱ.이론적 배경
Ⅲ. 실험방법
Ⅵ.결과
Ⅴ. 토의
Ⅵ. 참고문헌

본문내용

Ⅰ.실험목표

단진자운동에서 실의 길이가 짧은 경우, 회전 각도가 큰 경우에 대해 주기에 관한 관계를 알아본다.

Ⅱ.이론적 배경

단진자 운동이란 고정된 줄 끝에 물체를 매달고 일정한 각도에서 놓았을 때 주기적으로 왕복운동을 하는 것을 말한다. 보통 단진자 운동에 대해서 다룰 때 우리는 진자를 하나의 질점으로 본다. 또한 줄의 길이가 매우 길고 회전하는 각도가 아주 작다는 가정을 세우는 데, 이 진자에 작용하는 driven force, 이다. 위의 가정에 의해 우리는 로 가정할 수 있고 여기서 가 된다. 또 줄의 길이가 매우 길다고 가정하였으므로 (는 각각 줄의 길이와 진자의 변위)라 할 수 있다. 따라서 줄의 길이가 매우 길고 각도가 작은 경우에 로 근사할 수 있고
이때의 주기 는, 로 나타내어진다.
그러나 진자운동의 회전 각도가 그리 작지 않은 경우에는 라는 근사를 더 이상 쓸 수 없는데 따라서 위의 식에 추가적인 항이 들어가야 한다. 이 때 를 다시 나타내면,
이 된다. 또 물체의 크기가 커서 하나의 질점으로 볼 수 없게 되면 반지름을 고려해 주어야 하는데 위의 식과 물체의 크기(반지름)를 고려하여 종합적으로 나타내보면, 이 된다. (는 위치에너지와 관련된 상수)

참고 자료

물리실험 manual- 실험 9장
Stephen T. Thornton et al., Classical Dynamis of Particles and Systems 5th ed,
http://phylab.yonsei.ac.kr/board.php?board=reference&command=body&no=15