탄성력과 SHM

- 물체에 용수철을 달았을 때, 용수철에 의해 물체에 작용하는 힘을 생각해 보자.

- 이 힘은 F = - k X 의 형태를 취한다.

X 는 평형점에서 물체까지 거리 , k 는 용수철 상수

- 이와 같은 것은 후크의 법칙(Hooke's law)이라고 한다.

- 이 자바 애플릿은 용수철에 의한 탄성력과 단순 조화 운동(SHM)과의 관계를 보여 준다.

1. 테이블 위에 용수철이 있다. 이 용수철은 마찰이 없는 도르레에 연결되어 있다.

2. 줄 끝에 벽돌 매달기

벽돌에 마우스를 가져 가면, 벽돌이 검정색이 된다. 그것을 클릭하면, 그만큼 달리게 된다.

오른쪽에는 이 벽돌이 용수철을 직접 당기는 것을 보여 준다.

3. 용수철은 평형점에서 조금 느슨해져 있을 것이다.

4. 위와 같은 방법으로 달려 있는 블록을 원하는 만큼 제거 할 수도 있다.

5. 오른쪽 마우스 버튼으로 위/아래로 드래그한 후 버튼을 풀면, 진동한다.(SHM)

6. 애플릿창에서 클릭을 하면 일시정지하고, 다시 클릭을 하면 작동한다.

7. [정지]을 누르면 평형점으로 되돌린다.

8. [초기화]을 누르면 새롭게 시작할 수 있다.

[연 습]

- 용수철 상수는?

- 녹색점은 평형점을 나타낸다. 진폭을 구하여라.

- 주기를 측정하여라. 질량과 주기와의 관계는?

- 당신은 그밖에 무엇을 발견하였는가?

비슷한 시뮬레이션(

SHM).

많은 탄성계(건물, 깃대, 비행기 날개....)등도 이와 비슷한 행동을 한다.

Your suggestions are highly appreciated! Please click hwang@phy03.phy.ntnu.edu.tw

Last modified :