용수철의 단조화 운동

1. 목적

용수철에 매달려 경사면을 따라 진동하는 추의 단순조화 진동을 살피고 주기를 구한다.

2. 이론

용수철에 매달린 추는 용수철이 늘어난 길이에 비례하는 복원력을 받으므로 단순조화 진동을 하며, 그 진동주기 T는 추의 질량이 m, 용수철 상수 k의 함수로서 다음 식으로 결정된다.

용수철의 탄성계수 k는 추에 작용하는 용수철의 복원력과 중력이 평형을 이루는 것을 이용하여 결정할 수 있다.

두 개의 용수철을 직렬 또는 병렬로 이어쓰면 용수철의 유효 탄성계수의 값이 달라진다. 용수철의 질량을 무시하면 직렬연결의 경우 두 용수철이 각각 늘어난 길이가 더해지므로 진체적으로 늘어난 길이 X는 다음과 같다.

따라서 유효 탄성계수의 값은 다음과 같다.

두 개의 용수철이 동일하다면 가 된다. 병렬연결의