[일반물리학실험]관의 공명 주파수 측정 2부

실험 결과

1. 결과 분석

1) 실험 ⓵

주파수 : 800㎐, 관의 직경 : 40mm, 보정인자 : 0.6

	1배 공명	3배 공명	5배 공명	7배 공명
1회	80	292	490	714
2회	78	289	483	707
3회	83	301	493	708
평균	80.3	294	488.7	709.7
음속 (m/s)	333.76	339.2	328.13	335.41
오차	2.86%	1.28%	4.5%	2.38%

음속 평균 : 334.13 m/s

이론값 : 331.5 + 0.607 × 20 = 343.6 m/s

2) 실험 ⓶

주파수 : 1000㎐, 관의 직경 : 40mm, 보정인자 : 0.6

	1배 공명	3배 공명	5배 공명	7배 공명
1회	57	225	400	569
2회	56	227	403	567
3회	58	224	398	570
평균	57	225.3	400.3	568.7
음속 (m/s)	324	332.4	339.4	338.7
오차	5.7%	3.26%	1.22%	1.43%

음속 평균 : 333.6 m/s

이론값 : 331.5 + 0.607 × 20 = 343.6 m/s

 

토의 사항

1. 실험 고찰

본 실험시간에는 관의 공명을 이용한 음속측정 실험을 하였다. 결과에서는 이론값과 조금의 오차가 있었는데 그 원인을 알아보자면 공명이 일어나는 지점을 청력으로 감지해야 했기 때문에 정확하지 않았을 수 있다. 최대한 정확히 듣고 측정하였지만 사람의 귀가 감지할 수 없는 미세한 차이가 존재하기 때문에 차이가 발생했을 수 있다. 

또 속도의 경우 이론값보다 측정값이 조금씩 작은 것을 알 수 있는데 이는 온도에 대해 정확하게 계산해주지 않아서 발생한 것이다. 그리고 오차가 발생한 가장 중요한 요인은 공명위치에 대한 보정인데 공명위치의 경우 관 끝에서 첫 번째 공명위치까지의 길이는 λ/4에 가깝지만 실제로는 이론값보다 조금 작다. 이는 첫 번째 정상파의 배가 관 끝보다 조금 위쪽에 위치한다는 것을 의미하고 그에 따라 공명위치에 대한 보정을 정확하게 해 줄 필요가 있었는데 그 과정을 생략하면서 오차가 발생한 것 같다.

[Engineering/물리학] - [일반물리학실험]관의 공명 주파수 측정 1부