막대 진자에 의한 측정 중력에 대한 논의?

막대 진자로 중력 측정 :토론

복합 진자라고도하는 막대 진자는 합리적인 정확도로 중력 (g)으로 인한 가속도를 결정하는 데 사용될 수 있습니다. 다음은 방법과 관련된 요소의 고장입니다.

1. 원리 :

바 진자의 움직임은 에너지 보존 원칙에 의해 지배됩니다. 평형 위치에서 변위되면 진자는 앞뒤로 스윙하여 잠재적 에너지를 운동 에너지와 뒤로 변환합니다. 하나의 완전한 스윙의 시간 인 진동 기간 (t)은 진자의 관성 모멘트 (i)와 중력에 의해 제공되는 복원 토크에 의존합니다.

2. 공식 :

막대 진자의 기간 (t)은 다음과 같습니다.

```

t =2π√ (I / (MGD))

```

어디:

* t는 진동 기간입니다

* 나는 피벗 포인트에 대한 관성의 순간입니다.

* m은 진자의 질량입니다

* G는 중력으로 인한 가속도입니다

* D는 피벗 지점에서 질량 중심까지의 거리입니다.

3. 실험 :

막대 진자를 사용하여 'G'를 측정하려면 다음 단계가 일반적으로 따릅니다.

* 진자 구성 : 알려진 질량과 길이의 균일 한 막대가 사용되며, 날카로운 가장자리 또는 나이프 가장자리가 피벗 포인트 역할을합니다.

* 기간 측정 : 진자는 작은 진폭으로 움직이고 몇 가지 진동에 걸린 시간이 측정됩니다. 주기 (t)는 총 시간을 진동 수로 나누어 계산됩니다.

* 관성 모멘트 결정 (i) : 이것은 바 진자의 모양과 질량 분포를 고려하여 평행 축 정리를 사용하여 계산됩니다. 균일 한 막대의 경우, 피벗 포인트에 대한 관성 모멘트는 i =(1/3) * ml² + md²입니다 (여기서 L은 막대의 길이이고 d는 피벗 지점에서 질량 중심까지의 거리)입니다.

* 'g'계산 : 위의 공식과 T, I, M 및 D의 측정 된 값을 사용하여 중력 (g)으로 인한 가속도가 계산됩니다.

4. 오류의 출처 :

몇 가지 요인이 측정의 정확도에 영향을 줄 수 있습니다.

* 공기 저항 : 공기 마찰은 진자의 진동을 늦출 수있어 측정 기간이 약간 길어집니다.

* 피벗 포인트에서의 마찰 : 피벗의 마찰은 또한 진동의 진폭을 줄이고 기간에 영향을 줄 수 있습니다.

* 측정 오류 : 부정확 한 시간, 질량, 길이 및 위치 측정은 'g'의 최종 값에서 오류로 이어질 수 있습니다.

* 막대의 불균일 : 막대가 완벽하게 균일하지 않으면 계산 된 관성 모멘트가 부정확 할 수 있습니다.

5. 장점과 단점 :

장점 :

* 비교적 간단한 장치 및 절차.

* 쉽게 구할 수있는 재료로 수행 할 수 있습니다.

* 관성 순간의 개념과 에너지 보존 원리를 잘 이해합니다.

단점 :

* 공기 저항 및 마찰과 같은 요인으로 인해 오류에 취약합니다.

* 자유 낙하 방법이나 Kater 's Pendulum과 같은 다른 방법보다 정확하지 않습니다.

6. 결론 :

Bar Pendulum 방법은 중력으로 인한 가속도를 결정하는 간단하고 실용적인 방법을 제공합니다. 그러나 잠재적 인 오류 원인을 알고 영향을 최소화하기 위해 적절한 조치를 취해야합니다. 실험을 신중하게 수행하고 결과를 분석함으로써 'g'값의 합리적인 근사치를 얻을 수 있습니다.

추가 탐사 :

* 진자의 길이와 다른 피벗 위치로 여러 번의 시험을 수행하여 실험을 향상시킬 수 있습니다.

* 주변 공기압을 변경하거나 진공 챔버를 사용하여 공기 저항의 효과를 조사 할 수 있습니다.

* 마찰과 공기 저항의 영향을 최소화하도록 설계된 Kater의 진자를 사용하여보다 정확한 결과를 얻을 수 있습니다.