[일반물리실험]1. Projectile Motion (물체의 포물선 운동 실험)

소개

"[일반물리실험]1. Projectile Motion (물체의 포물선 운동 실험)"에 대한 내용입니다.

목차

1. Abstract
2. Introduction
3. Theoretical Background
4. Method
5. Results & data analysis
6. Discussion
7. Conclusion
8. References

본문내용

1. Abstract
지면과 각을 이루며 쏘아올려진 plastic ball의 2차원 운동 분석을 통해서, 이 운동의 방정식이 포물선 형태임을 알아내었고, 각 구간별로 역학적에너지가 보존됨을 확인하였다. 본 실험에서는 역학적에너지의 오차율의 절댓값이 약 8퍼센트 정도로 측정되었고, 오차가 발생한 원인으로 공기저항, 측정기기의 불확실함 등을 추론하였다. 그중에서, 공기저항은 주로 작용하지 않은 것으로 논의되었으며 측정기기 등의 불확실함이 가장 주요한 오차원인으로 작용했다고 결론내었다.

2. Introduction
실험의 목적은 좌표를 설정하여 물체의 2차원 평면상에서의 포물선 운동을 분석하고, 역학적 에너지가 보존이 되는지 확인하는 것이다. 실험의 개요는 Projectile launcher가 Plastic ball을 쏘아 올려 Plastic ball이 움직이는 궤적을 Motion recording camera로 촬영한 후, 분석 프로그램인 PASCO Capstone을 이용하여 물체가 2차원 평면상에서 이동한 궤적을 분석하는 것이다. 이때, 물체의 초기 상태를 고정시키기 위해서 Clamp을 사용하여 고정하였고, 촬영 화면과 실제의 축척을 조절하기 위해서 Standard bar를 설치하였다. launcher과 지면(테이블)이 이루는 각도를 달리하면서 촬영된 물체의 운동은 2차원 평면상에서 분석되어 역학적 에너지가 보존되는지, 이론값과 오차가 왜 발생하는지 논의 될 것이다.
따라서 실험에 필요한 도구들은 다음과 같다.

projectile launcher(공 발사대), 카메라, 클램프, 공(plastic ball), PASCO Capstone, Standard bar

3. Theoretical Background
가. 물체의 2차원 운동

공기저항을 포함한 중력외의 다른 외력이 없는 중력장에서 물체의 운동을 기술하려고 한다. 물체가 지면과 의 각도로 발사되고, 물체의 초기 속력이 라고 하자. 물체가 발사된 지점을 원점, 지면을 축, 연직 방향을 축으로 설정한다. 물체는 시간에 따라서 변위, 속도, 가속도가 변화하므로 이 모든 것들을 시간 에 대한 함수로 설정하여 각각 다음과 같이 나타낸다.

참고자료

· John W. Jewett, Jr., Raymond A. Serway, <대학물리학I>, 대학물리학 교재편찬위원회, 북스힐,CENGAGE Learning(2013), 124p.
· 국가참조표준데이터[Internet].Korea Relative Gravity Point (KRGP)- 045[대전광역시 유성구 테크노 10로 8 (탑립동)](KSRD.02.2014.004.001.011):국가참조표준센터. c2007-[Cited yyyy.mm.dd]. Availiable from: http://www.srd.re.kr/db/srdDataInfoView.do?scid=S02004001002&sdid=45