일반물리학실험리포트 - Tracker 프로그램을 사용한 힘과 가속도

목차

1. 실험 목적
2. 실험 원리
3. 실험 기구 및 재료
4. 실험 방법
5. 측정값
6. 실험 결과
7. 실험 결과에 대한 논의
8. 결론
9. 참고 문헌 및 출처

본문내용

1. 실험 목적
일정한 힘을 가한 수레가 운동을 하는 장면을 촬영하고 이 영상을 분석하여 속도의 시간에 대한 변화 및 등가속도 운동을 이해하고 Newton의 제 2법칙을 이해한다.

3. 실험 기구 및 재료
카메라, 삼각대 줄자, 트랙, 수레, 수평계, 추세트, 추걸이, Tracker 프로그램

 Tracker 프로그램을 사용하여 시간에 따른 물체의 운동을 분석하기 위해서는 촬영하는 영상의 초당 프레임 수를 알고 있어야 하며 또한 길이를 알고 있는 기준 눈금자가 영상 속에 들어 있어야 한다. 기준 눈금자는 줄자 또는 자를 사용해도 되고 거리를 알고 있는 두 점으로 표시해 두어도 된다.

4. 실험 방법
(실험1) 일정한 힘에 의한 수레의 운동
1) 그림 35-1과 같이 장치를 구성한다. 수평 조절나사를 돌려 수평을 맞추고 수레가 스스로 굴러가지 않음을 확인 한다. 트랙 위의 눈금자가 실험자에 가까운 쪽을 향하도록 트랙의 방향을 정한다.
2) 수레에 카메라가 쉽게 인식할 수 있도록 표식을 부착한다.
3) 수레와 추걸이의 질량을 측정한다.
4) 추걸이를 설치하고 수레를 최대한 당겼을 때 추걸이가 도르레에 닿지 않도록 멈춤장치1의 위치를 정하여 고정한다. 그리고 추걸이가 바닥에 닿기 전에 수레가 멈출 수 있도록 멈춤장치2의 위치와 실의 길이를 조정한다.
5) 삼각대에 카메라를 설치하여 트랙이 화면에 나올 수 있도록 조정한다.
6) 녹화를 시작함과 동시에 적당한 위치에서 수레를 출발시킨다.
7) 수레가 멈춤장치2에 도달하였을 떄, 녹화를 종료한다.
8) 카메라를 컴퓨터에 연결하여 Tracker 프로그램을 이용하여 녹화된 동영상을 분석한다(Tracker 사용방법 참조.)
9) 시간 t에 따른 x 방향의 속도를 그래프로 그리고 그 기울기를 구하여 가속도 a를 구한다.
10) 추의 질량을 5g씩 증가시키면서 과정을 반복한다.
11) 추와 추걸이에 의한 힘(W=mg)과 수레의 가속도와의 관계 그래프를 그린다.

참고 자료

일반 물리학 실험 – 부산대학교 물리학교재편찬위원회
Gplab.pusan.ac.kr