[물리학]물리레포트 - 신비로운맞춤

실험목졵
떨개에 부착된 줄의 떨기를 조사하여 껴울림 현상을 이해한다.


실험방법
1) 떨기줄이 부착된 떨개를 스탠드에 클램프로 고정시킨다. [주: 이 과정은 먼저 실험한 사람들에 의해서 미리 되어 있을 수도 있다.]

2) 떨개의 전기꽂이를 교류 110 V 전원받이에 꽂는다. [주: 원래 떨개는 220 V 용이나 떨림이 너무 크지 않은 것이 실험에 유리하므로 110 V 로 사용하는 것임.]

3) 떨기줄의 길이 L 과 선 밀도 ρ 를 측정하고, 이로부터 떨개의 떨기수(60 Hz)에서 기본 떨기(n=1)를 하는 서 있는 파동(정상 파동)을 얻기 위한 추의 무게를 계산한다. [주 : 추 받침의 무게를 감안하여야 한다.]

4) 필요한 추를 추 받침에 얹고 타점 기록기의 전원 여닫이를 올려 떨개를 떨게 한다. 추의 무게를 조금씩 단계별로 바꿔 가면서 여러 차례 떨기 너비(진폭)를 측정한다. 이때 간혹 평면상에서 떨기가 이루어지지 않고 단면이 타원 또는 원형인 떨기를 하는 수가 있다. 왜 그런가? 이런 경우는 30 cm 자를 떨기 줄에 살짝 대었다가 떼면서 재빨리 떨기 너비를 측정한다.

5) 이론 식을 써서 추의 무게로부터 떨기 줄의 껴울림 떨기수를 환산한 다음, 위의 측정 결과를 떨림의 세기에 대한 껴울림 굽은선으로 그린다. [주 : 이때 추의 무게가 달라지면서 떨개에 떨기줄이 매인 곳 부근에서 떨기의 마디가 생기는 위치가 변할 수 있다. 살펴보고 필요하다면 떨기 줄의 껴울림 떨기수를 계산할 때 이 변화를 고려하도록 한다.]

6) 위의 결과에서 껴울림은 정확하게 60 Hz 에서 일어나는가? 만약에 그렇지 않다면 그 이유는 무엇인가? 할 수 있으면 껴울림 굽은선의 모양이 로렌츠형(Lorentzian)인가 확인한다.

7) 또, 껴울림 굽은선의 폭을 구하고, 무엇이 이 폭을 결정하는가 생각해 보라. 이 폭을 바꿀 수 있는[주: 아마도 늘리기는 쉬워도 좁히기는 어려울 것이다.] 방법을 찾고, 찾았으면 다시 측정해서 먼저왿� 비교해 본다.