일반물리학 실험 - 공명
1. 실험 제목 : 공명
2. 목적
- 음파에 의해 플라스틱 공명관의 기주에 형성된 정상파로부터 공명진동수를 구하고 진폭의 최고점 및 최저점의 위치를 측정하여 파장을 계산함으로써 음속을 측정한다.
3. 이론
※ 공명이란
소리[音]나 보통의 역학적 진동, 전기적 진동 등 모든 진동에 일어나는 현상인데, 이중에서 전기적·기계적 공명일 때는 공진(共振)이라고도 한다. 일반적으로 외부에서 진동시킬 수 있는 힘을 가했을 때 그 고유 진동수와 외부에서의 힘의 진동수가 같으면 그 진동은 심해지고 진폭도 커진다. 또 진동체가 서로 연결되어 있는 경우, 양쪽 진동수가 같으면 공명에 의해서 에너지를 서로 교환하기 쉽게 된다.
예를 들면, 진동수가 같은 소리굽쇠[音叉]를 접근시켜서 한쪽을 때리면 거기에 따라 다른 쪽 소리굽쇠도 울리기 시작하는데, 이것은 공기를 매체(媒體)로 해서 일어나는 소리굽쇠의 공명현상이다. 또 공명상자에서 소리가 강해지고, 동조회로(同調回路)로 특정한 파장의 전파(電波)를 선택적으로 검출할 수 있는 것도 모두 공명에 의한 것이다. 고층건물이나 교량, 기다란 회전체 등에서 공진이 일어나면 큰 이상진동(異常振動)이 생겨 파괴되는 경우도 있다.
공명을 이용하면 약한 힘을 되풀이함으로써 큰 진동을 얻을 수 있는데, 공명이 일어나는 모양은 진동에 대한 저항의 대소에 따라 다르다. 보통 저항이 커서 감쇠하기 쉬운 진동계에서는 공명할 때 진폭이 비교적 적게 증가하지만, 진동체의 고유진동수와 외부 힘의 진동수에 큰 차이가 있어도 공명에 가까운 진동을 한다. 이에 비하여, 저항이 작아서 감쇠하기 어려운 진동계에서는 진동수에 근소한 차이가 있어도 공명시보다 훨씬 작은 진동이 증가하고, 대신 공명시의 진폭은 커진다.
※ 소리의 음속
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2013.12.26
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