본문내용
1. 서론
1.1. 금오공과대학교 자유낙하 실험의 목적
금오공과대학교 자유낙하 실험의 목적은 자유낙하하는 물체의 운동시간과 거리를 측정하여 지구중력장에서의 중력가속도를 구하는 것이다. 처음 속도가 없이 정지 상태에서 중력만 받아 떨어지는 물체의 운동을 자유낙하 운동이라 하며, 이를 통해 중력가속도를 계산할 수 있다. 본 실험에서는 강체구를 이용하여 낙하 거리와 시간을 측정함으로써 지구 중력장에서의 중력가속도를 도출하고자 한다. 이를 통해 이론값과의 비교 및 오차 분석을 수행하여 실험의 정확성을 검증할 수 있다. 또한 자유낙하 운동에서 다양한 변수들이 중력가속도 측정에 미치는 영향을 파악할 수 있다. 이러한 실험 결과는 역학 및 물리학 분야에서 중력 관련 이론 및 응용 연구에 기여할 수 있을 것이다.
1.2. 자유낙하 운동의 기본 이론
자유낙하 운동은 처음 속도가 없이 정지 상태에서 중력만 받아 떨어지는 물체의 운동이다. 등가속도 운동 방정식에서 처음 속도를 0, 낙하 위치를 기준점으로 잡으면 y = 1/2 * g * t^2의 식으로 표현된다. 이때 중력가속도 g는 추의 질량과 무관하고 오직 낙하 거리와 시간에만 의존한다. 본 실험에서는 강체구가 ΔTRIANGLE y만큼 낙하하였을 때 걸린 시간 t를 측정하여 식 g = 2ΔTRIANGLE y / t^2에 대입하여 중력가속도 g를 구할 수 있다. 자유낙하 운동에서는 공기의 저항을 무시하기로 한다.
2. 자유낙하 실험 설계 및 방법
2.1. 실험 기구와 도구
스탠드는 자유낙하 운동 실험의 기본 틀이자 발사 장치의 높낮이를 조절할 수 있는 장치이다. 버니어 캘리퍼스는 구의 지름을 측정하는 데 사용되며, mm자는 높이 측정에 활용된다. 실험에는 5g와 30g의 강체구, 탁구공이 사용되었다. 발사 장치는 구를 잡아두는 전자석 역할을 하다가 아래 버튼을 누르면 구를 떨어뜨리는 장치이다. 패드는 구가 닿는 순간 전류가 흘러 시간 측정이 가능하게 하며, 타이머는 구의 낙하 시간을 측정한다.
이러한 실험 기구와 도구들을 적절하게 활용하여 금오공과대학교 자유낙하 실험을 진행할 수 있다. 실험자는 각 장치의 기능을 숙지하고 실험 절차에 맞게 연결하여 안전하고 ...