[일반물리학실험]갈릴레오 실험과 경사면에서 중력가속도 측정

소개

갈릴레오 실험과 경사면에서 중력가속도 측정 실험 입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론 및 원리
3. 실험 기구
4. 실험 방법
5. 예비 질문
6. 실험 결과
7. 토의 사항

본문내용

실험 목적
운동감지리를 써서 경사면에서 구르는 수레의 속도와 가속도를 측정한다.
갈릴레오가 가정한 등가속도 운동이 타당한지 알아본다.
경사면에서 운동하는 수레의 경사각과 가속도 사이의 수학적 관계를 결정한다.
수레의 가속도와 경사각 사이의 수학적 관계식을 통해 자유낙하가속도(g)값을 구한다.
등가속도 운동방정식을 구해본다.
위에서 추정한 g 값이 유효한지 결정한다.

실험 이론 및 원리
실험 요약
갈릴레오의 가속도 실험에 통해 가속도, 등가속도의 개념을 이해하고, 이 실험에 문제가 없는지 탐구해본다. 그리고 현대 물리학 관점에서의 실험과의 비교를 통해 더 나은 실험설계를 해보고, 운동방정식을 통해 맞는지 검증해 본다.
더불어 예비 질문에서 나오는 공의 크기와 낙하속도의 관계 공의 질량과 낙하속도의 관계를 알아보며 공의 질량과 관계해서 나오는 만유인력의 법칙도 생각해 본다. 운동방정식은 ma = mgsinθ - mgcosθ = mg(sinθ-cosθ)이고 만유인력의 법칙은 F=G××/ 임을 이용하자.

자유낙하법칙의 발견
일반적으로 실험은 목적의식 없이는 할 수 없다. ‘관찰’은 아무런 사전 조작 없이도 자연현상을 있는 그대로 조심스럽게 관측만 하면 되는데 반해서, 실험은 목적의식을 갖고 인공적인 상황을 만들어 내는 등 자연계에 능동적으로 작용함으로써 자연계로부터 답을 얻어내는 것이다.
이때 목적과는 관계없는 부차적인 요소는 될수록 제거해 버리고, 또 측정하기가 쉽도록 실험 방법이나 장치에 특별한 방책을 강구해주어야 한다.
이 원칙에 따라 낙하운동의 정량적 연구에 들어간 갈릴레이는, 공기의 저항이라는 부차적 요소를 될수록 적게 하기 위해 비중이 큰 납이나 은을 쓰고, 낙하속도를 늦추어 측정이 쉬워지도록 하기 위해 비탈면을 이용했다.
또 마찰을 없애기 위해 미끄럼 대신 굴림을 이용했다.
이런 방책을 써도 낙하의 본질적 성질은 하나도 변하지 않는다는 사실을 확인한 후, 갈릴레이는 비탈면을 따라 굴러내리는 공의 낙하운동을 연구했던 것이다.

참고자료

· 없음