조화운동 - 물리공작실험

목차

1. Abstract
2. INTRODUCTION
3. THEORY
4. EXPERIMENT

본문내용

Abstract

진동을 방해하는 감쇠력은 우리 생활에서도 쉽게 볼 수 있다. 특히, 진동을 피하고, 평형상태에 이르게 하는데 임계감쇠 현상이 이용된다. 그 예로 자동차의 충격흡수기가 있는데, 자동차가 외부로부터 힘을 받았을 때 생기는 진동을 감쇠시켜 곧 평형에 이르게 되어 승차감이 좋게 되는 것이다. 이번 실험에서 감쇠 진동하는 조화 진동자에 대한 운동을 감쇠조화 진동을 정확히 이해하며, 진동수와 같은 변수에 따라 진동이 어떻게 변하는 지에 대해 알아 볼 것이다.

INTRODUCTION
감쇠 진동하는 조화 진동자에 대한 운동을 살펴보고 기록함으로써 감쇠조화 진동을 정확히 이해한다. 그리고 진동수와 같은 변수에 따라 진동이 어떻게 변하는지 고찰하며 자연계에 일어나는 수많은 감쇠 조화 진동자에 대해 생각한다.

THEORY
용수철에 추를 달아 평형점으로부터 당겼다가 다시 놓으면, 일직선 상에서 일정한 시간 간격으로 같은 운동을 되풀이하는 주기운동을 한다. 또, 실 끝에 추를 달아 흔들어 주면 추는 원을 그리는 주기운동을 한다. 이런 주기운동을 진동이라고 하고, 진동 중 가장 기본이 되는 것이 단순 조화진동이다.
단순 조화운동은 변위가 시간의 조화함수(사인 또는 코사인함수)로 표현될 때로 정의 할 수 있다. 단순 조화운동을 원운동과 비교해서 정의 하면, 등속원운동을 하는 물체의 원궤도의 지름 위에 내린 그림자의 운동과 같은 운동이다. 또한, 물체의 변위, 가속도, 힘의 법칙을 나타내는 식으로도 단조화 운동을 정의 할 수 있다.

<중략>

단순 조화운동은 마찰력과 비보존력이 작용하지 않는 이상적인 운동이다. 보존력만이 작용하기 때문에 역학적 에너지가 일정하게 보존되어 한번 진동하면 진폭이 감소하지 않고 진동이 계속되었다. 그러나 실제의 경우 마찰력과 같은 비보존력이 작용하여 역학적 에너지가 소모되고, 따라서 진폭이 점점 감소하여 마침내 멈추게 된다. 이와 같이 진폭이 점점 감쇠되는 진동운동을 감쇠운동이라 하고, 이런 현상을 일으키는 힘을 감쇠력이라 한다.

참고자료

· 역학, 고재걸, 정해두 공저, p382-439
· 공학도를 위한 물리실험, 이창영, P57-62