[물리실험1]낙하운동 실험 결과레포트

목차

1. 실험 목적과 이론 및 예비 보고서
(1) 실험 목적
(2) 실험 기구
(3) 이론 및 예비 보고서

2. 수직 낙하 하는 공
(1) 측정
(2) (1)의 결과를 가지고 x축을 시간, y축을 photo gate 사이의 거리로 잡아 그래프를 그려본다.
(3) (2)의 결과를 사용하여 매순간의 속도 v _{y} = {DELTA y} over {DELTA t}를 구해보라. 그리고 x축을 시간, y축을 vy로 잡아 그래프로 그려본다.
(4) (3)의 결과를 이용하여 매순간의 가속도 a _{y} = {DELTA v _{y}} over {DELTA t}를 구해보라. 가속도는 항상 일정한가?
(5) 다음의 질문들에 대해 답해보라. (실험으로 확인하지 않아도 괜찮다.)

3. 수평으로 던져진 공
(1) 아래 그림과 같이 수평으로 던져진 공은 어떤 운동을 할까? 아래 질문들에 대답해보라.
(2) 위의 그림과 같이 높이 h인 테이블 모서리에 photo-gate를 설치하여 초기속력을 측정할 수 있 도록 한다. 여러 차례 공을 던져서, 그 때마다 속력 v0와 수평 거리 d를 측정한다. 결과를 가지고 아래 의 그래프를 그린다.
(3) (1)에서 구한 식과 (2)에서 얻은 그래프를 비교해보라. 서로 일치하는가?
(4) 옆 친구가 이렇게 말한다. “공의 속력을 따로 잴 필요 없이, 높이 h와 수평거리(d)만 알면 공의 속력 v0를 알 수 있겠네!” 당신은 무엇이라고 대답하겠는가?
(5) 선택문제: 초기속력 2 m/s로 공을 수평방향으로 던졌다고 하자. 만일 0.1초의 시간 간격으로 공의 위치(x, y)를 측정한다고 하면 어떤 궤적을 그릴지 계산해서 아래 그래프로 나타내보라.

4. 실험 결과 및 토의

본문내용

1. 실험 목적과 이론 및 예비 보고서

(1) 실험 목적

중력에 의해 낙하하는 공의 속도 변화를 측정하고 이해한다.

(2) 실험 기구

공(질량이 다른 것 3개), 줄자, photo-gate 2개, 디지털 타이머, 스탠드, 스탠드 클램프

(3) 이론 및 예비 보고서

아래와 같은 상황에서 중력에 의해 낙하하는 공의 속도 vx(t)와 vy(t), 그리고 공의 위치 x(t)와 y(t)가 시간에 따라 어떻게 변화하는지 조사하고, 설명한다.

vx(t)는 처음 속도가 0이기 때문에 계속 0으로 일정하다. 하지만 vy(t)는 중력가속도의 영향을 받기 때문에 vy(t)=gt의 속도 즉, 일차함수의 개형의 형태로 시간에 따라 속도가 증가하게 될 것이다.

vx(t)는 초기속력이 x방향으로 이고 외력이 없기 때문에 계속 으로 일정하다. 하지만 vy(t)은 (1)과 마찬가지로 중력가속도의 영향을 받기 때문에 vy(t)=gt의 속도 즉, 일차함수의 개형대로 시간에 따라 속도가 증가하게 될 것이다.

2. 수직 낙하 하는 공

(1) 측정

공(스티로폼 공, 쇠구슬)을 적당한 높이에서 떨어뜨리고 특정 위치까지 낙하하는데 걸리는 시간이 얼마인지 측정하려고 한다. 클램프를 사용하여 스탠드에 두 개의 photogate를 고정한다. photogate1 바로 위에서 공을 떨어뜨리면 두 photogate2까지 낙하하는데 걸리는 시간을 측정할 수 있다. photogate2의 위치를 바꿔가며 여러 위치에서 낙하시간을 측정한다.

(2) (1)의 결과를 가지고 x축을 시간, y축을 photo gate 사이의 거리로 잡아 그래프를 그려본다.

Photo gate 사이의 거리가 멀어질수록 시간이 증가하는 것을 확인할 수 있다.

참고자료

· 없음