단진동 운동 레포트

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목차

단진동 운동 측정 예비 + 결과

1. 개요 (Introduction)

2. 이론 (Theory)

3. 실험 장치 및 절차 (Apparatus & Procedure)

4.1 감쇠 조화 진동
4.2 강제 진동

5. 오차 해석 (Error Analysis 고찰할 것)

본문내용

1. 개요 (Introduction)
① 스프링에 연결된 카트의 운동을 통해 진동을 관찰하고 조화 운동을 이해한다.

2. 이론 (Theory)
① 단순 조화 진동 : 변위가 시간의 사인함수 또는 코사인함수로 표현되는 진동을 조화운동이라고 부른다. 일반적으로 물체에 변위를 부여했을 때 그 변위에 비례하는 크기의 복원력이 작용하면 물체는 조화진동을 한다. 탄성체의 역학적 진동이 전형적인 예이며, 그 밖에 발진회로에서의 전기적 진동, 또는 공간에서 전자기장의 진동(전자기파) 등 많은 진동현상에 나타나는 기본적인 진동이다.
② 감쇠 조화 진동 : 감쇠 진동계에서 계에 양(＋)의 일을 하는 외력을 가함으로 에너지 손실을 보상하는 것이 가능하다. 저지력이 복원력에 비교하여 작을 때 운동의 진동 특성은 보존되지만, 진폭은 시간에 따라서 줄어들며 운동은 궁극적으로 멈추게 된다. 이런 식으로 움직이는 계를 감쇠 진동자라고 한다. 마찰력의 크기에 따라서 감쇠 진동의 형태가 달라진다.
③ 강제 진동 : 실제의 경우에는 마찰력과 같은 비 보존력이 작용하므로 계의 역학적 에너지는 시간이 지남에 따라 감소한다. 이런 경우 운동이 감쇠된다고 말한다. 본 실험에서 마찰력을 고려하고, 마찰력이 속력에 비례하는 경우를 생각하자. 이 경우 계는 단순 조화 진동과 같은 형태의 운동을 하고, 계의 각진동수는 외력의 진동수와 같다. 다른 점은 외력의 진동수와 고유 진동수 및 외력의 진폭에 따라서 계의 진폭이 달라진다.
④ 고유 진동수 근처에서 진폭이 급격하게 증가하는 현상을 공진 또는 공명(resonance)라고 한다. 공명 상태에서 가해진 힘은 속도와 같은 위상에 있고 진동자에 전달된 일률은 최대가 된다.

참고 자료

없음