건국대 물리학및실험1 (2021) 자유낙하

소개

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목차

1. 실험 결과
2. 토의
3. 참고 자료
4. 다음 실험 <물리진자의 운동>의 이론 및 원리
5. 다음 실험 <물리진자의 운동>의 방법
6. 참고 자료
7. 다음 실험 <용수철 진자의 운동>의 이론 및 원리
8. 다음 실험 <용수철 진자의 운동>의 방법
9. 참고 자료

본문내용

★ 토의
위 실험에서 오차를 줄이고 정확한 중력가속도를 구하기 위해 각 운동별로 5번씩 측정하였다. 그런데도 0.5~63%의 크고 작은 오차가 존재한다.
우선, 이 실험은 진공에서 진행하지 않았기에 공기저항의 영향을 무시할 수 없다. 또한, 추세선은 시간차를 두고 띄엄띄엄 구한 x,y좌표값으로부터 추정한 그래프와 식이므로 완전히 신뢰할 수는 없다. 이론값 중력가속도를 계산의 편의를 위해 간단히 -9.8m/s2로 설정해서 미세한 차이가 발생했을 것이다. 특히, 실험면과 카메라가 완벽한 수직을 이루지 않거나, 수동으로 공 위치를 클릭하면 I-CA system이 물체를 정확하게 인식하지 못하는 경우도 있는데, 이 영향으로 자유낙하1의 3.00초 x,y좌표가 과하게 크게 나와서 그 수치를 포함시키지 못한 것일 수도 있다.

< 중 략 >

2) 실험 방법
① 스크린을 설치하고 그 앞에 스탠드를 준비하고, I-CA 시스템을 설치한다.
<참고> 카메라는 구면수차를 감안하여 2~3m 뒤에 설치하고 줌을 조절하여 실험하기 좋은 화면을 맞춘다. 스탠드는 수직이 되도록 조정하고 그 면에 카메라를 수직이 되도록 맞춘다. 색상인식 형광구를 스텐드에 걸고 그 선에 맞추어 카메라를 정렬하면 편리하다.
② 카메라 셋팅이 끝나면, 기준자를 운동면에 놓고 화면을 캡처 스케일 및 좌표계를 설정한다.
③ 진자의 길이를 80cm 정도로 고정하여 운동시키고 화면을 캡쳐한다. 진폭은 작게하고 촬영시간은 진자가 4~5회 정도 왕복하면 충분하다.
<주의> 진폭이 적어야 sin⁡θ≅θ의 근사식을 쓸 수 있으나 진폭이 너무 적으면, 진자를 매단 부분에서의 실의 복원력의 영향이 지배적이고, 운동 반경이 너무 작아 색상인식에서의 오차로 인한 측정오차가 커진다. 따라서 진자의 길이는 길고, 무거운게 실험에 유리하고 각도는 4°이상의 영역을 선택하는 것이 좋다.

참고자료

· 건국대학교 물리학과, 2020년, 일반물리학실험 개정판
· 네이버 지식백과
· https://terms.naver.com/entry.naver?docId=1249200&cid=40942&categoryId=32202 – 클램프