포물선 운동의 분석

소개

보다 구체적으로는, 여러 가지 방법을 사용하여 포물선 운동의 사정거리와 비행시간을 측정하고 그 결과를 이론값과 비교한다. 그리고 실험을 통해 측정된 포물선 운동의 궤적을 이론값에 의해 주어진 궤적의 모양과 비교한다. 마지막으로 이러한 비교에서 나타나는 오차의 원인을 분석하고, 공기의 저항을 고려한 새로운 이론모델이 이러한 오차를 어떻게 극복할 수 있는지 고찰해본다.

목차

Ⅰ. 서론 5

Ⅱ. 이론 6
1. 이차원 운동 6
2. 중력장 내에서 포사체의 운동 6

Ⅲ. 실험 내용 및 추진 계획 8
1. 실험 내용 8
2. 실험 추진 계획 8

Ⅳ. 실험 기구의 사용법, 작동원리 9
1. 예비실험 - 각도별 Projectile Launcher의 초속도 측정 9
2. 실험 A1 - Time of Flight Accessory를 이용한 비행시간 측정 11
3. 실험 A2 - 비디오 분석을 통한 비행시간 측정 12
4. 실험 B1 - Projectile Launcher를 이용한 사정거리 측정 12
5. 실험 B2 - 비디오 분석을 통한 사정거리 측정 13
6. 실험 C1 - Projectile Launcher와 먹지를 이용한 포물선 운동 궤적분석 13
7. 실험 C2 - 비디오분석을 통한 포물선 운동 궤적분석 13

Ⅴ. 실험 기구의 설치 14
1. 예비실험 - 각도별 Projectile Launcher의 초속도 측정 14
2. 실험 A1 - Time of Flight Accessory를 이용한 비행시간 측정 14
3. 실험 A2 - 비디오 분석을 통한 비행시간 측정 15
4. 실험 B1 - Projectile Launcher를 이용한 사정거리 측정 16
5. 실험 B2 - 비디오 분석을 통한 사정거리 측정 17
6. 실험 C1 - Projectile Launcher와 먹지를 이용한 포물선 운동 궤적분석 17
7. 실험 C2 - 비디오분석을 통한 포물선 운동 궤적분석 18

Ⅵ. 실험 방법 19
1. 예비실험 - 각도별 Projectile Launcher의 초속도 측정 19
2. 실험 A1 - Time of Flight Accessory를 이용한 비행시간 측정 19
3. 실험 A2 - 비디오 분석을 통한 비행시간 측정 20
4. 실험 B1 - Projectile Launcher를 이용한 사정거리 측정 20
5. 실험 B2 - 비디오 분석을 통한 사정거리 측정 20
6. 실험 C1 - Projectile Launcher와 먹지를 이용한 포물선 운동 궤적분석 20
7. 실험 C2 - 비디오분석을 통한 포물선 운동 궤적분석 21

Ⅶ. 실험 결과 및 해석 21
1. 예비실험 - 각도별 Projectile Launcher의 초속도 측정 21
2. 실험 A1 - Time of Flight Accessory를 이용한 비행시간 측정 22
3. 실험 A2 - 비디오 분석을 통한 비행시간 측정 23
4. 실험 B1 - Projectile Launcher를 이용한 사정거리 측정 24
5. 실험 B2 - 비디오 분석을 통한 사정거리 측정 25
6. 실험 C1 - Projectile Launcher와 먹지를 이용한 포물선 운동 궤적분석 26
7. 실험 C2 - 비디오분석을 통한 포물선 운동 궤적분석 28
8. 공기저항을 고려한 새로운 모델 30

Ⅷ. 결론 31

Ⅸ. 토의 및 건의사항 32
1. 이론값과의 비교 및 오차의 분석 32
2. 오차의 개선 방안 및 실험과정의 개선 방안 32

Ⅹ. 참고 자료 32
1. 표 참고 자료 32

본문내용

Ⅰ. 서론
물리학 중에서도 역학(mechanics)은 전자기학, 현대물리학 등 모든 물리학 분야에서 기초가 되는 가장 중요한 학문이다. 역학은 물체의 운동과 물체에 작용하는 힘 사이의 관계를 연구하는 학문이라고 할 수 있는데, 이는 물리학의 여러 분야 중에서도 가장 유래가 깊고 기본적이기에 모든 물리학도에게 역학의 깊은 이해는 그 무엇보다도 중요하다.
물체의 운동을 분류하는 방법은 여러 가지가 있지만, 그 중에서도 가장 대표적인 방법은 차원에 따라 분류하는 것이다. 즉, 좌표계에서 하나의 벡터 성분만으로 표시할 수 있는 일차원 운동, 두 개의 서로 다른 벡터 성분으로 나타내야 하는 이차원 운동, 그리고 삼차원 이상의 운동 등으로 나눌 수 있다.
일차원 운동은 단순히 스칼라적인 이해만으로도 충분히 예측하고 모델을 구축하는데 아무런 문제가 없지만, 이차원 운동은 두 개 이상의 벡터 성분의 작용에 대한 이해를 요한다. 따라서 이차원 운동을 이해하는 것은 역학의 학습에 있어서 단순한 스칼라적 이해에서 다차원적인 벡터적 이해로 나아가는 첫걸음이라 할 수 있다. 그러므로 이차원 운동의 이해는 역학뿐만 아니라 물리학의 학습 전체에서 매우 중요한 위치를 차지한다.
이차원 운동에는 물론 여러 가지가 있지만 그 중에서 우리가 가장 흔하게 볼 수 있고, 가장 이해하기 쉬운 예가 바로 포물선 운동이다. 포물선 운동은 우리 주위에서 야구공의 궤적, 대포알의 궤적, 미사일의 궤적 등 실로 매우 다양한 예를 쉽게 접할 수 있는 것이다. 그러므로 이러한 포물선 운동을 이해함으로써 자연스럽게 이차원 운동의 이해에 접근할 수 있다. 따라서 본 실험의 목적은 다양한 실험을 통하여 이런 포물선 운동 또는 포사체 운동을 분석하고 이해해봄으로써 이차원 운동의 이해에 발걸음을 내딛는데 있다. 즉, 여러 가지 방법으로 포물선 운동의 특징을 이해함으로써 이차원 운동의 벡터적 성질의 근본을 이해하고, 이를 통해 앞으로의 역학 및 물리학 학습에 대한 좀 더 고차원적인 기초를 쌓고자 한다.
보다 구체적으로는,

참고자료

· 없음