tracker 힘과 가속도 물리실험보고서

소개

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목차

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

본문내용

1. 실험목적
일정한 힘을 가한 수레가 운동을 하는 장면을 촬영하고 tracker 프로그램을 이용하여 이 영상을 분석하여 속도의 시간에 대한 변화 및 등가속도 운동을 이해하고 Newton 제2법칙을 이해한다.
2. 실험원리
(1) 힘과 가속도
-힘(Force): 물체에 작용하여 물체의 모양을 변형시키거나 물체의 운동 상태를 변화시키는 원인을 힘이라 하며 크기와 방향을 갖는다.
-가속도(Acceleration): 물체의 속도가 시간에 따라 변할 때, 단위시간당 변화의 비율을 가속도라 한다. 가속도의 단위는 (속도의 단위)÷(시간) 즉 m⁄s^2 (미터 매초제곱), 또는 cm⁄s^2 (센티미터 매초제곱)로 표시한다. 속도는 방향을 가진 양이므로 가속도도 방향을 가진 양, 즉 벡터이다.
-힘과 가속도
:한 입자 운동량의 변화는 다른 입자와의 상호작용에서 기인하는데, 이 상호작용은 힘이라는 개념으로 나타낸다. Newton 제2법칙으로부터 힘 F ⃗는 F ⃗=□((dp) ⃗ )/dt로 나타내고 이 관계식은 “한 입자의 운동량의 시간 변화율은 입자에 가해진 힘과 같다.”라는 것을 나타낸다. 운동량의 정의로부터 위의 식은 F ⃗=(d(□(mv ⃗ )))/dt로 쓸 수 있고, 질량이 일정한 경우에는 F ⃗=m □(dv ⃗ )/dt 혹은 F ⃗=ma ⃗가 된다. 위의 식에서 힘이 일정하면 가속도 (a ⃗=F ⃗/m) 또한 일정하고 가속도의 방향은 힘의 방향과 같은 방향임을 알 수 있다.
x 방향의 일차원 등가속도 직선운동인 경우 초기 시간이 t_0이고 초기 속도를 v_0라고 하면
v=v_0+a_x (t-t_0)
x=x_0+v_0 (t-t_0 )+1/2 a_x 〖(t-t_0)〗^2
이다. 위의 식에서 t-t_0를 소거하면
v^2-〖v_0〗^2=2a_x (x-x_0)라는 유용한 관계식을 얻을 수 있다.

참고자료

· 일반물리학실험 6판, 물리학교재편찬위원회
· 힘 (naver.com)
· 가속도(acceleration) | 과학문화포털 사이언스올 (scienceall.com)