[KAIST 일반물리학실험1] 자유낙하, 포물선운동 실험

목차

1. Introduction

2. Theoretical Background
1) Free fall
2) Projectile Motion

3. Methods
1) Equipments
2) Procedure

4. Results

5. Discussion

6. Conclusions

7. References

본문내용

Introduction
중력장 내의 운동에서 일정한 각도로 물체를 쏘아 올렸을 때, 물체가 운동하는 동안 작용하는 힘은 중력뿐이다. 때문에 수평 방향의 속도는 일정하고 수직 방향으로는 중력의 힘에 의해 운동의 양상이 변화하게 된다. 이 때 물체가 그리는 궤적을 포물선이라고 한다. 또한 물체를 중력장 내에 가만히 놓았을 때, 중력에 의해서 등가속도 운동을 하게 되며 이때의 운동 양상은 포물선 운동에서 수직방향의 운동과 매우 유사하다. 이번 실험을 통해서는 중력에 의한 물체의 운동 양상에 대해 살펴볼 것이다. 이 실험의 목적은 다음과 같다.

∙ 포물선 운동을 수직방향과 수평방향으로 나누어 분석한다.
∙ 자유낙하 및 포물선 운동 실험에 미치는 중력의 영향을 분석하고 포물선의 수직방향 운동과 비교한다.
∙ 각 운동에서 역학적 에너지 보존 법칙의 성립을 확인한다.

Theoretical Background
Free fall
공기 저항을 무시한다면, 모든 물체는 거의 일정한 가속도로 낙하하게 된다. 수직 좌표계에서 자유낙하의 경우 y축을 따라서 운동한다. 위 방향을 양의 방향으로 잡을 때 자유낙하는 다음과 같은 식으로 표현될 수 있다.

참고 자료

Richard Wolfson, Essential University Physics volume1 second edition, Pearson, 2007
p53-p61
Halliday/Resnick/Walker, Fundamentals of Physics, John Wiley&Sons Inc, 2006 p81-p99