실험 기구 및 재료

트랙(track), 수레, 저울, 용수철, 도르래, 수평계, , 실, 추와 추걸이, 동영상 카메라, 컴퓨터, tracker 프로그램

 

실험 방법

카메라 주요 기능

 

*카메라의 모드 설정을 HFR로 하지 말고 일반 동영상( )으로 설정하라.

 

실험 1. 용수철 상수 구하기(2022년부터 용수철상수 측정은 수평면이 아닌 경사면에서 하는 것으로 변경되었습니다.) 

(1) 스탠드와 피벗 클램프를 사용하여 트랙을 기울이고(10~20도) 사진과 같이 수레에 용수철 1개를 연결한다. 수레에는 트래커용 표시 스티커를 부착한다.

스탠드 결합장치(피벗 클램프)

(2) 추의 질량을 증가시키면서 수레의 위치와 추의 질량(추걸이 질량 포함)을 기록한다.

♠ 추의 질량을 너무 크게 하면 용수철이 손상된다. 

(3) 힘(추와 추걸이의 무게)과 평형점으로부터의 위치변화에 대한 그래프를 그린다. 그리고 최소제곱법을 이용하여 직선의 기울기를 구하면 이 기울기가 용수철 상수가 된다.

실험 2. 주기 측정

(1) 추와 추걸이를 제거한 후 영상 촬영을 시작한 후 수레를 진동시킨다.

(2) 수레에 추를 얹어 질량을 증가시킨 후 영상 촬영을 시작한 후 수레를 진동시킨다.

(3) 용수철 2개를 직렬로 연결하여 (1) (2)과정을 반복한다.

용수철 직렬 연결

 

(4) 용수철 2개를 병렬로 연결하여 (1) (2) 과정을 반복한다.

용수철 병렬 연결

(5) 촬영한 동영상을 tracker 프로그램으로 불러와서 수레에 부착한 표식을 추적한다.

(6) 데이터 분석을 통하여 진동주기를 구한다.