일반물리학 실험 - 단진자 운동
1. 이론 요약
그림과 같이 질량을 무시할 수 있는 길이 인 끈에 질량 인 추가 매달려 주기운동을 하는 것을 단진자라고 하고 이때의 운동을 단진동 운동이라고 한다. 그림을 보면 알 수 있듯이 추가 되돌아가려는 힘 는
(1)
이다. 이때 는 단진자가 Z축과 이루는 각도이다. 만일, 진폭이 작아서 이라고 한다면 라고 할 수 있으므로 식(1)은
(2)
이 된다. 이 미분방적식의 해는
(3)
이다. 여기서 는 진폭이고 이다. 이므로
(4)
가 된다. 따라서,
(5)
이다. 그러므로, 이 식에서 와 을 알면 값을 구할 수 있다.
2. 실험 결과
* 단진자의 질량 및 반지름
0.05kg
0.13kg
0.146kg
0.015m
0.015m
0.015m
* 각도 가 변할 때
0.315m
0.05kg
이론값
1.124s
평균값
% 오차
1회
2회
3회
25
1.158s
1.157s
1.157s
1.157s
2.93%
30
1.163s
1.163s
1.162s
1.163s
3.46%
35
1.168s
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2013.12.26
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