물리 분반 12주차 실험

기주공명

※ 실험을 수행하고, 다음 문제에 대한 답을 보고서로 제출해주세요.

[보고서 문제]

1. 실험을 통해 알아보려한 것이 무엇인지, 가설의 형태로 말해봅시다.

2. 실험에서 사용된 식과 그 의미를 정리해봅시다.

3. 실험과 연관된 과학이론에 대해 정리해봅시다.

4. 실험에서 사용된 과학이론을 적용할 수 있는 예를, 실생활에서 2가지 이상 찾아봅시다.

그리고 실험과 어떤 관련이 있는지 설명해봅시다.

가. 실험 목표

1) 공명, (관 안에서의) 정상파에 대해 이해하고, 설명할 수 있다.

2) 소리굽쇠를 이용하여 실온에서의 음속을 계산해낼 수 있다.

3) 실험기구의 사용법을 익힌다.

4) 실험이 현상을 보다 잘 설명하도록, 오차의 이유를 알고 오차를 줄일 방법을 고안해본다.

나. 준비물

1) 기구: 스탠드, 클램프, 소리굽쇠(음차), 고무망치, 기주공명 실험장치, 수조, 바가지, 온도계

2) 재료: (공학용) 계산기, 물

다. 실험 방법

1) 수조에 물을 적당히 받아온다.

2) 실험대 끝에 스탠드를 클램프로 고정한 뒤, 소리굽쇠를 집게로 단단하게 고정한다.

3) 물그릇을 높이 들었을 때, 수면이 유리관의 끝부분까지 오도록 기주공명장치에 물을 담는다.

4) 유리관에서 3~5cm 떨어진 곳에 소리굽쇠의 진동부분이 오도록 실험기구를 잘 배치한다.

5)　고무망치로 음차를 살살 때려 음차를 진동시키며, 물그릇을 천천히 내려 소리가

갑자기 커지는 지점(공명 위치)들을 찾는다.

6) 공명위치로부터 파장의 길이를 구하여, 음속을 계산한다.

7) 실험실의 온도를 측정하여 vsonic=v0+0.6T[℃]의 공식을 이용하여 음속을

계산한다. 여기서 v0는 0℃에서의 음속으로 약 331.48[m/s]이다.

8) 6번과 7번에서 구한 음속을 비교하여본다.

라. 실험상의 유의점

1) 깨질 수 있으므로, 소리굽쇠를 단단히 고정하여 소리굽쇠와 유리관이 직접 부딪히지 않게 한다.

2) 소리가 커지는 부분을 발견하였다면, 높이를 위/아래로 조절하여 최대한 정확한 위치를 찾는다.

마. 실험 결과

소리굽쇠의 진동수(Hz)				실험실 온도[℃]
공명 위치(m)	L1		L2		L3		L4

- 파장의 길이:

- 파장의 길이로부터 구한 음속(vλ):

- 온도로부터 구한 음속(vT):

라. 결론 도출

마. 오차의 원인 설명하기

- 파장으로부터 계산한 음속과 온도로부터 계산한 음속은 얼마나 차이가 나는가?

오차의 원인은 무엇이라 생각하며, 오차를 줄일 방법에는 무엇이 있을지 생각해보자.