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[자연과학] 물리학 실험 - 진동과 에너지 측정(measurement)

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작성일 24-01-27 06:37

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⑩측정(測定) 을 하기 전 항상 힘 센서의 영점 버튼을 눌러 그 값이 0이 되게 한다.

⑥위치, 속도, 가속도, 힘의 시간에 따른 alteration(변화) 가 동시에 나타나게 해야 한다.
Ⅱ.experiment(실험)내용(experiment(실험)조건 및 순서)

①SW750 연결되어있는지 확인하고 컴퓨터를 킨다.
〓 -kx
-뉴튼의 제2법칙에 의해 힘은 질량과 가속도의 항으로도 표현될 수 있다
F 〓 ma
-위의 두 식을 연립하여 요점하여 보면, 다음과 같이 용수철 상수에 관한 식으로 요점할 수 있다
F 〓 -kx 〓 ma , k 〓 -
-단순조화진동은 운동 방향으로 훅의 법칙을 따르는 알짜 힘만이 작용하여 진폭과 진동수가 일정한 사인곡선 모양으로 나타난다.

⑪설치된 장치들을 그대로 둔 상태에서 처음 버튼을 눌러 모든 측정(測定) 값이 0으로 유지되는 것을 확인 후, 카트를 당겼다 놓아서 각 측정(測定) 값들이 진동하는 것을 observe한다. 먼저 Data 항목들 중 각각 위치, 가속도, 힘 항목들을 기존에 열려있던 속도 대 시간 그래프에 끌어내린다.

2.배경 및 theory(이론)

-용수철의 늘어난 길이와 작용하는 힘의 관계를 나타낸 훅의 법칙은 다음과 같이 표현된다된다. 회전운동 센서의 측정(測定) (Measurement) 항목들 중 위치(Position), 속도(Velocity), 가속도(Acceleration)를 선택해 체크표시를 한다. 디지털 채널 1과2에 각각 노란색, 검은색 플러그를 연결한다. 이 때 힘 센서의 고리부분에 힘이 가해지지 않도록 한 상태에서 영점버튼을 눌러야 한다. 그…(省略)

⑦회전운동 센서의 Stereo Phone 플러그를 SW750의 디지털 채널 1과 2에 연결한다.
-진동하는 계에서의 탄성위치에너지와 운동에너지의 alteration(변화) 를 이해한다.

⑤experiment(실험) 설정 창에서 SW750 그림의 아날로그 채널 A부분을 클릭하면 아날로그 채널에 연결할 수 있는 센서들이 나타내는 창이 뜬다. 이 때 양쪽에 설치된 용수철이 적당히 당겨진 상태가 되도록 실의 길이를 조절한다. 이중 힘 센서를 선택하면 아날로그 채널 A 아래에 힘 센서 그림이 나타난다.

⑧힘 센서와 회전운동센서를 트랙의 양쪽 끝에 설치한다.

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Ⅰ.experiment(실험) 목적 및 배경theory(이론)

1.experiment(실험)목적
-진동하는 계에서의 용수철과 카트의 운동을 이해한다.

④회전운동 센서의 설정 항목에서 도르래를 지난 시간처럼 Large pulley로 설정한다. 힘 센서의 DIN 플러그는 아날로그 채널 A에 연결시킨다.

⑨측정(測定) 시 용수철을 잡아당기는 실은 회전운동 센서의 가장 큰 도르래의 흠에 걸어 당겨준다.

③지난시간과 동일하게 experiment(실험) 설정 창을 열어 SW750 그림의 디지털 채널을 클릭해 센서 설정창을 열어 회전운동 센서를 선택한다.

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실험과제/물리
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다. 그러면 위치 대 시간, 속도 대 시간, 가속도 대 시간, 힘 대 시간의 네게의 그래프가 나온다.

②DataStudio를 실행 후 Open Activity를 클릭한 후 P22 Rotational Inertia을 선택한다.
-진동하는 계에서의 탄성위치에너지는 다음 식과 같이 구할 수 있다
-운동하는 물체의 운동에너지는 다음 식과 같이 구할 수 있다
-진동하는 계에서의 총 에너지는 이들 탄성위치에너지와 운동에너지를 합한 것과 같다.

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