[물리실험1]탄도 궤도 실험 결과레포트

목차

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

2. 발사 속도 측정
(1) 발사체가 쏘는 공의 초기 속도(v0)가 얼마인지 측정한다. (이 후의 실험을 위해 이 속도를 정확히 아는 것이 중요하다.) photogate를 사용하지 않고 측정하는 방법을 각자가 고안해야 한다.
(2) 매번 쏠 때마다 속도가 얼마나 일정한지도 조사한다.

3. 탄도 궤도 이론
(1) t=0일 때 높이(h)에서 각도(θ), 속도(v0)로 공을 쏜 경우, 공의 위치가 시간에 따라 어떻게 변화하는지 식으로 표현해보라.
(2) v0에는 앞에서 측정한 값을, h에는 발사대의 높이를, θ에는 적당한 값을 대입한 후, 0.1 초마다 x 좌표와 y 좌표 값을 계산해보라.
(3) 위의 결과를 그래프로 나타낸다.

4. 탄도 궤도 실험
(1) 실제로 발사체로 공을 쏘아 공의 낙하지점을 측정한다. 바닥에 먹지를 깔고 공을 쏘면 공의 낙하 위치를 정확히 알 수 있다. 위에서 계산한 결과와 비교해보고 그 차이를 분석해보라.
(2) 각도를 바꿔가며 예측과 실험을 반복해본다.
(3) 적당한 거리와 높이에 컵을 놓아두고, 컵 안에 공이 들어갈 수 있는 조건을 이론적으로 찾아보고 시도해보라.

5. 실험 결과 및 토의

본문내용

1. 실험 목적과 이론 및 예비 보고서

(1) 실험 목적
비스듬하게 쏜 공의 운동을 예측한다. 실험을 마치기 위해서는 조교가 내주는 미션을 성공적으로 완수해야 한다.(4번 참조)

(2) 실험 기구
탄도궤도 실험 set A 또는 B(발사체, 발사체 고정단, 공), 먹지, 줄자, 모눈종이, 플라스틱 컵(500 ml)

(3) 이론 및 예비 보고서
핵심물리학 [3.5 발사체 운동]에 관한 내용을 이해하고 정리한다.

1) 발사체 : 중력의 영향으로 아래로 움직이는 물체

2) 발사체 운동을 기술하기 위한 가정
ㄱ. 중력의 가속도의 크기나 방향의 변화를 무시한다.(=지구의 곡률을 무시한다.)
ㄴ. 공기저항을 무시한다.

<중 략>

(4) 주의사항
발사체로 공을 쏠 때, 사람이나 깨지기 쉬운 물건을 향하지 않도록 주의한다. 여기에 사용되는 공은 특수하게 제작된 것으로서 일반 공으로 대체가 불가능하니, 잃어버리지 않도록 한다.

2. 발사 속도 측정

(1) 발사체가 쏘는 공의 초기 속도(v0)가 얼마인지 측정한다. (이 후의 실험을 위해 이 속도를 정확히 아는 것이 중요하다.) photogate를 사용하지 않고 측정하는 방법을 각자가 고안해야 한다.
Set A의 경우: 선택할 수 있는 3가지 발사속도 중 3~5 m/s 범위의 속도를 선택한다.
Set B의 경우: 발사속도가 약 3~5 m/s가 되도록 조절 나사를 움직인다.

Set B를 이용하여 속도를 측정한다. 이때 계산의 정확도를 위해 theta =30 DEG 로 고정한다. 정확한 낙하시간을 알기 위해 초고속 카메라를 이용하여 정밀하게 낙하시간을 구한다. 그리고 수평거리는 줄자와 먹지를 이용해 측정한다.

참고자료

· 없음