진자의 주기 시뮬레이션: 무엇을 배우나요?

📚 중3 과학 · 운동과 에너지 · 단원 이름은 2022 개정 교육과정 기준이에요. 학교와 교과서마다 조금 다를 수 있어요.

진자는 줄에 매단 추가 좌우로 흔들리는 장치예요. 한 번 갔다가 돌아오는 데 걸리는 시간을 주기라고 해요. 주기는 줄의 길이와 중력 가속도로 정해져요.

줄을 4배로 길게 하면 주기는 2배가 돼요. 주기 식에 질량이 없어서 추를 무겁게 바꿔도 주기가 거의 같아요. 흔드는 각도가 작으면(약 15° 아래) 각도를 바꿔도 주기가 거의 같은데, 이것을 진자의 등시성이라고 해요.

진자가 흔들릴 때 가장 높은 곳에서는 위치 에너지가 가장 크고, 가장 낮은 곳에서는 운동 에너지가 가장 커요. 마찰이 없으면 두 에너지의 합(역학적 에너지)이 그대로 보존돼요.

주기 T = 2π √(길이 ÷ g)

위 "🧭 다음에 해 볼 것" 단추를 누르면 그 값으로 바로 바뀌어요. 해 본 것에는 ✅ 도장이 찍혀요(이 기기에만 저장).

추가 무거우면 더 빨리 흔들리지 않나요?

아니에요. 무거운 추는 중력을 더 크게 받지만 움직이기도 그만큼 어려워서 효과가 서로 지워져요. 그래서 주기는 질량과 상관없어요.

괘종시계는 왜 진자를 쓰나요?

줄 길이가 같으면 주기가 거의 일정해서 시간을 고르게 나눌 수 있기 때문이에요. 길이 약 1 m 진자는 한 번 가는 데 약 1초가 걸려요.

각도를 크게 하면 어떻게 되나요?

각도가 아주 커지면 주기가 조금씩 길어져요. 그래서 공식은 작은 각도에서 잘 맞는 어림식이에요.

진자의 주기 시뮬레이션