자유 낙하 운동

목차

1. 실험 목적
2. 배경 이론
3. 실험 방법
4. 실험 기구
5. 참고 자료

본문내용

1. 실험 목적
자유 낙하하는 물체의 운동시간과 위치를 측정하여 지구 중력장에서의 중력가속도를 구한다.
2. 배경 이론
-중력에 의한 자유낙하운동
지구 중심에 가까울수록 지구가 물체를 잡아당기는 만유인력이 커지므로, 중력은 엄밀히 말해 일정한 크기의 힘이라고 할 수 없다. 하지만 지구 표면 근처에서 물체가 낙하한다면 지구의 반지름에 비해 이동거리가 매우 짧으므로 중력의 크기 변화를 무시할 수 있다. 그러므로 나무에서 떨어지는 사과와 같은 물체는 일정한 크기의 중력을 받으며 지면을 향해 떨어진다. 공기저항을 무시하면 물체는 지면을 향해 등가속도 직선운동을 한다.
-중력가속도
중력의 크기는 물체의 질량에 비례한다. 즉, 무거운 물체에 더 큰 중력이 작용한다. 하지만 무거운 물체가 가벼운 물체보다 더 빨리 떨어지지는 않는다. 운동의 제2법칙, F=ma을 살펴보면, 가속도 a는 힘과 질량이 서로 비례하므로 물체의 질량에 상관없이 일정하다. 이렇게 중력에 의한 일정한 가속도를 중력가속도 g라고 한다. 중력가속도는 모든 물체에 동일하므로 공기의 저항을 무시할 때, 물체는 질량에 상관없이 같은 시간 동안 같은 높이를 떨어진다.

참고자료

· 일반물리학실험 교재 - 자유낙하운동 [自由落下運動, motion of free fall ]