여러 가지 유체 속에서 감쇠 진동하는 단진자 운동의 역학적 특성을 알아보기 위하여 주기와 진폭변화를 측정하는 실험을 수행하였다. He-Ne 레이저와 광검출기 사이에 진자를 매달고 오실로스코프로 빛의 세기변화를 이용하여 단진자의 주기를 진자추를 바꾸어 가며 반복하여 측정하였다. 공기에서와 액체 속에서 진자의 주기를 비교하여 종류가 다른 진자추에 대한 부가질량 상수를 계산하였다. 부가질량이 크다는 것은 진자가 진동할 때 액체의 저항에 의한 에너지 감소량이 크다는 것으로 진폭감소량은 플라스틱구, 작은 쇠구슬, 큰 쇠구슬 순으로 작아졌으며 밀도가 큰 물에서의 부가질량이 메탄올에서보다 크다는 것을 실험으로 증명하였다. 초음파 센서를 이용하여 유체 속에서 진동하는 진자의 진폭변화를 측정하여 Q인수와 감쇠상수를 계산하였다. 진폭의 감쇠 정도가 작을수록 한 주기 동안 에너지 손실이 작아져서 Q인수는 커지고 감쇠상수는 작아짐을 확인하였다.
여러 가지 유체 속에서 감쇠 진동하는 단진자 운동의 역학적 특성을 알아보기 위하여 주기와 진폭변화를 측정하는 실험을 수행하였다. He-Ne 레이저와 광검출기 사이에 진자를 매달고 오실로스코프로 빛의 세기변화를 이용하여 단진자의 주기를 진자추를 바꾸어 가며 반복하여 측정하였다. 공기에서와 액체 속에서 진자의 주기를 비교하여 종류가 다른 진자추에 대한 부가질량 상수를 계산하였다. 부가질량이 크다는 것은 진자가 진동할 때 액체의 저항에 의한 에너지 감소량이 크다는 것으로 진폭감소량은 플라스틱구, 작은 쇠구슬, 큰 쇠구슬 순으로 작아졌으며 밀도가 큰 물에서의 부가질량이 메탄올에서보다 크다는 것을 실험으로 증명하였다. 초음파 센서를 이용하여 유체 속에서 진동하는 진자의 진폭변화를 측정하여 Q인수와 감쇠상수를 계산하였다. 진폭의 감쇠 정도가 작을수록 한 주기 동안 에너지 손실이 작아져서 Q인수는 커지고 감쇠상수는 작아짐을 확인하였다.
To determine know the mechanical characteristics of a damped oscillating simple pendulum in several liquids, we performed experiments to measure the variations of the period and the amplitude. The oscillation period of a simple pendulum was measured repeatedly by changing the bobs with a pendulum ha...
To determine know the mechanical characteristics of a damped oscillating simple pendulum in several liquids, we performed experiments to measure the variations of the period and the amplitude. The oscillation period of a simple pendulum was measured repeatedly by changing the bobs with a pendulum hanging between a He-Ne laser and on optical detector, and an oscilloscope displayed the variation of the light intensity. Also, the added mass constants of different bobs were calculated by comparing the oscillation periods in air and in liquids. Larger added mass meant higher energy loss of the pendulum caused by the resistance of the liquid during the oscillation, and the amount of amplitude reduction was in the order of plastic sphere, small metal sphere, and large metal sphere. The fact that the added mass in water with a larger density is larger than that in methanol was proven experimentally. The Q-factor and the damping constant were calculated using the variation in the amplitude of the pendulum in a liquid, as measured by using an ultrasonic sensor. The result showed that when amplitude reduction was smaller, the energy loss in one period was lower, thus, the Q-factor increased and the damping constant decreased.
To determine know the mechanical characteristics of a damped oscillating simple pendulum in several liquids, we performed experiments to measure the variations of the period and the amplitude. The oscillation period of a simple pendulum was measured repeatedly by changing the bobs with a pendulum hanging between a He-Ne laser and on optical detector, and an oscilloscope displayed the variation of the light intensity. Also, the added mass constants of different bobs were calculated by comparing the oscillation periods in air and in liquids. Larger added mass meant higher energy loss of the pendulum caused by the resistance of the liquid during the oscillation, and the amount of amplitude reduction was in the order of plastic sphere, small metal sphere, and large metal sphere. The fact that the added mass in water with a larger density is larger than that in methanol was proven experimentally. The Q-factor and the damping constant were calculated using the variation in the amplitude of the pendulum in a liquid, as measured by using an ultrasonic sensor. The result showed that when amplitude reduction was smaller, the energy loss in one period was lower, thus, the Q-factor increased and the damping constant decreased.
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