물리학및실험 자유낙하 실험

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목차

1. 서론
1.1 실험 목적
1.2 배경이론
1.3 실험 방법

2. 본론
2.1 실험 결과

3. 결론
3.1 분석
3.2 토의
3.3 요약

본문내용

1.1 실험 목적
: 자유낙하 하는 물체와 수평방향의 초기속도를 가지고 떨어지는 물체에 대하여 각각의 경우 중력가속도를 측정하고 그 차이가 없음을 확인한다.

1.2 배경이론
: 공기저항을 무시할 때 자유낙하 하는 물체에 작용하는 힘은 중력으로 일정하게 작용한다. 따라서 일정한 가속도 (g)를 가지고 지구중심을 향하는 일차원 운동을 할 것이다. 처음 정지 상태에서 출발하고 물체의 운동방향을 +y로 정하면 t초 후 물체의 낙하거리는 다음과 같이 주어진다.
y(t)=1/2 gt
마찬가지로 +x 방향으로 초기속도 v0 를 가지고 떨어지는 물체의 경우, 이 운동은 서로 무관한 x방향의 운동과 y방향의 운동으로 나누어 분석할 수 있다. x방향은 작용하는 힘이 없고 따라서 초기속도 v0의 등속도운동을, y방향은 자유낙하하는 물체와 같은 운동을 하게 된다. 따라서
x(t)=v_0 t
y(t)=1/2 gt
가 되고 두 성분을 합하면 다음의 2차원 포물선 운동을 하게 된다.
y(x)=g/(2v_0^2 ) x^2
본 실험에서는 자유낙하 하는 물체와 포물선 운동을 하는 물체의 각각의 경우 중력가속도를 측정하고 그 값의 차이를 확인한다.

1.3 실험 방법
① 그림과 같이 스크린과 Drop-Shot 장치를 준비하고, I-CA 시스템을 설치한다.
② 카메라 셋팅이 끝나면, 기준자를 운동면에 놓고 화면을 캡처 스케일 및 좌표계를 설정한다.
③ Drop-Shot 장치 양쪽에 형광구를 놓고 발사버튼을 통하여 형광구를 각 발사, 낙하시킨다. 이를 동영상으로 촬영 저장한다.
④ 분석메뉴를 실행하고, Drop부분과 Shot 부분으로 나누어 파일을 분석하여, 각 경우의 중력가속도를 구한다.
⑤ 동일 실험을 3회 반복하여 평균한다.
⑥ 수평 발사 강도를 달리하여 실험해 본다.

참고 자료

일반물리학실험/ 건국대학교 물리학과/ 북스힐/ 2018/ P43~48