[물리실험]진동수측정 Sonometer

소개

진동수측정 Sonometer

05년에 배운 물리학 및 실험 시간에 배운 내용 입니다.
조원들 모두 A+ 맞았습니다.
여러분에게 도움이 되었으면 좋겠습니다.

목차

8. 주의 사항

본문내용

1.실험목적
현의 진동을 이용해서 음과 또는 전자석의 교류주파수를 측정한다.
2.실험원리
양끝이 고정된 현을 진동시키면 현을 따라 같은 진동수와 같은 진폭을 가진 두 파동이 반사되어 서로 반대방향으로 진행하게 된다. 이때 적당한 조건이 만족되면(공명상태) 현에는 이 두 파동의 합성파인 정상파가 생긴다. 길이 l[cm], 선밀도 p[g/cm] 인 줄을 장력 T[dyne]으로 당겼을 때 현에 전달되는 횡파의 속도 v는
v=[cm/sec]
이고, 정상파의 파장 와 현의 고유 진동수 f는
(n=1, 2, 3,…)
가 되고 이때 진동수 f는

으로 된다. 여기서 n은 정상파의 몸통의 수와 같으며 n=1일때가 현의 기본 진동이고 n=1,2,3, …일 때가 1배, 2배, …에 대한 진동의 모양은 [그림 15-1]과 같다.
현에 정상파가 생기게 하려면 현의 고유 진동수와 같은 진동수의 외부 진동을 현에 가해주면 된다. 이 현상을 공명이라 한다. 기본 진동이 가장 잘 생기므로 측정에는 이것을 사용하는 것이 좋다. 이 경우 현의 고유 진동수 f은

로 주어진다.
여기서 장력 T는 추와 추걸이의 질량을 각각 M, m이라 할 때
T=(M + m)g [dyne]
이고 철사의 선밀도(단위길이당 질량) p는 철사의 밀도 p일 때

으로 구해진다. 여기서 r은 철사의 반경이다.
3.실험기구 및 장치
①소노미터 ②추걸이와 추세트 ③전자석 ④미터자 ⑤마이크로미터
4.실험방법
⑴ 받침대 C는 그림과 같이 소노미터 끝부분에 고정시키고, 받침대 B는 소노미터의 중간부분에 놓고 M을 달아 그림과 같이 장치한다. 이때 추걸이의 질량 m도 기록한다.
⑵ 전자석 S에 전원을 연결시키고 소노미터 AB 사이의 중간부근 철사에 이 전자석을 수직 방향으로 접근시킨다.
⑶ 받침대 B를 좌우로 이동시켜 가면서 1배 진동의 정상파가 생기는 지점을 찾아 진동이 가장 잘되는 때의 AB 사이의 길이 l을 측정한다.
⑷ 받침대 B를 좌로 이동시켜 2배 진동, 3배 진동의 정상파가 생기는 지점을 찾는다.
⑸ 철사의 선밀도 p를 구하기 위하여 철사의 직경을 마이크로 미터로 측정하되 5회 측정한다.
⑹ 시상의 측정차로 소노미터의 고유진동수에서 자석의 전원주파수를 계산한다.
⑺ 추의 질량 M을 바꾸어 같은 실험을 되풀이한다.

참고자료

· 없음