자유낙하운동실험

소개

자유낙하운동실험

목차

1.실험 결과
(1) 강체구 A(d=25.38mm)
(2) 강체구 B(d=20.08mm)
(3) 강체구 C(d=15.88mm)
2. 토의
(1)실험 목적
(2)실험값에 대한 물리적 분석
(3)오차의 원인
(4)실험의 실생활 응용
3. 참고 자료

본문내용

(1)실험 목적
자유낙하 하는 물체의 운동시간과 거리를 측정하여 지구 중력장에서의 중력가속도를 구하고 서울의 중력가속도 값과 비교해 본다.

(2)실험값에 대한 물리적 분석
지구 표면 근처에서 낙하하는 물체의 가속도는 항상 일정한데 이 가속도는 모든 물체에 대하여 동일하며 물체의 질량이나 기하학적 성질에 무관하다. 낙하하는 물체의 속력이 증가하는 비율 즉, 중력가속도(acceleration of gravity)는 지구 표면 근처에서 근사적으로 9.8m/s^2의 값을 나타낸다. [태양의 중력가속도는 274m/s^2, 달은 1.62m/s^2이다]. 하지만 g의 값은 위치에 따라 조금씩 다른데 그 이유는 다음과 같다

우선 지구가 아주 균일한 구이고 지구의 질량이 중심에 집중되어 있다고 가정하고, 지구의 질량을 M, 지구의 반지름을 R이라고 하면 지구 표면에 있는 질량 m인 물체가 받는 만유인력은 F=GmM/R^2=mg이다
여기서 양변에 물체의 질량 m을 소거하면 중력 가속도 g=GM/R^2를 구할수 있다. 즉, 지구표면에서 중력가속도는 지구의 질량과 반지름만의 영향을 받게 된다. 하지만 지구위의 물체가 받는 힘은 만유인력에 의한 중력 외에도 자전에 의한 원심력이 있다. 우릭 실제 느끼는 중력은 지구와 물체사이의 만유인력과 원심력의 합력이 된다. 이 때 원심력의크긴 F=mrw^2으로 회전하는 원의 반지름에 비례하므로 극지방의 경우 원심력의 영향을 받지 않으며 적도의 경우 가장 큰 원심력을 받는다. 또한 실제 지구는 완벽한 구가 아니라 자전에 의해 적도 쪽 반지름이 극 쪽 반지름보다 큰 형태이다. 이는 적도에서의 만유 인력이 극에서보다 작다는 것

참고자료

· R.wolfson & JM Pasachoff, "일반물리학“, 3rd ed, 광림사
· 심성보외 2명, “누드교과서 물리2”, 2nd ed, ETOOS
· 네이버 지식인(http://www.naver.com)