[자연과학] 工學(공학) 물리 - 단순조화운동과 강제진동
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작성일 23-12-17 02:52
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(5) 질량을 20g으로 change(변화)시키고 평형상태를 유지한 채 다시 Keep을 누르고 20을 입력한다.
(6) 질량을 80g까지 증가시키며 위의 과정을 반복한다.
(3) 모션센서 아이콘을 더블클릭하여 Measurement탭-position를 선택한다.
(2) 강제진동
앞의 단순조화운동과 같이 진동계를 진동시키면 계는 고유(자연)진동수로 진동하게 되는데 그렇다면 이번에는…(투비컨티뉴드
)
(1) ω≠ω0 일때
(2) ω〓 ω0 일때
4. 實驗(실험)방법
(1) 컴퓨터를 켜고, 데이터스튜디오를 실행한다.
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순서
1. 實驗(실험)목적 : 스프링에 매달린 물체의 운동이 단순조화운동임을 확인하고, 그 측정(測定) 된 운동주기가 theory 값과 일치하는지 확인한다. 또한 외부에서 힘이 가해지는 강제진동을 통해 스프링계의 고유진동수 근처에서의 운동양상을 살펴보고 물리계의 고유진동수에 마주향하여 살펴본다. 여기서 진동수 f 를 자연진동수, 또는 고유진동수라 한다.
(4) A베이스에 지지막대를 세우고, 상단의 멀티클램프를 이용, 막대클램프를 고정하고 끝에 스프링을 걸고 나사로 고정한다.
(8) 왼쪽 Data영역에 F와 m이
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[자연과학] 工學(공학) 물리 - 단순조화운동과 강제진동
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실험과제/물리
다.
(2) 모션센서의 디지털 잭 2개를 노란색은 채널1, 검은색은 채널2에 각각 연결하고, 프로그램(program])
에도 모션센서 아이콘을 설치한다. 운동법칙으로부터
M d2x/dt2 〓 - k(x - Mg/k)
를 얻게 되고 미분방정식을 이용, 일반해를 구하면
x 〓 xmcos(ωt + φ) + Mg/k
이 되는데, 여기서 각속도는 ω〓 (k/M)1/2가 되고, 따라서 주기 T 와 진동수 f (〓1/T)는
이다.
2. theory
(1) 단순조화운동
먼저 중력 하에서 용수철에 매달린 물체의 상하운동에 대해 알아보자. 중력가속도를 g, 용수철상수를 k, 물체의 질량을 M, 평형점 으로부터 늘어난 길이를 x 라고 하면 용수철이 물체에 미치는 복원력은 -kx 이고, 물체에 가해진 알짜힘은F 〓 Mg - kx
