물리실험 일차원에서의 운동 보고서

소개

"일차원에서의 운동 보고서"에 대한 내용입니다.

목차

1.실험방법
2.실험준비물
3.실험이론
4.실험결과
5.실험고찰

본문내용

[실험 과정]

1. 트랙, 스마트 카트, 멈춤 장치를 그림과 같이 설치한다. 트랙의 한쪽 끝(멈춤 장치가 없는 쪽)을 책 위에 올려놓아 약간 기울어진 경사면을 만든다.

2. Speed & Velocity Graphs 실험 파일을 연다. 스마트 카트의 전원을 켜고 소프트웨어에 무선 연결한다.

3. 카트를 트랙의 멈춤 장치가 있는 곳에 올려 놓는다. 카트의 벨크로(Velcro®)가 멈춤 장치를 향하도록 한다.

<중 략>

[실험관련 이론 복습 및 정리]
※ 일반물리 교재를 참고하여 간략하게 작성 바랍니다.

1. 거리(Distance)와 변위(Displacement)의 차이를 간단히 설명해 보아라.
거리(Distance)는 한 위치에서 다른 위치로 이동하는 동안 얼마나 많은 영역이 물체에 의해 지나갔는지를 의미한다. 또한 스칼라로 입자가 이동한 경로의 길이로도 정의돼서 방향이 없어 크기만을 고려해 줘야 한다. 예를 들면 물체가 이동했을 때 처음 위치와 나중 위치가 같다 하더라도 방향이 존재하지 않기 때문에 거리의 값은 0이 아니라 움직인 총길이라 할 수 있다. 따라서 거리(Distance) 값은 음(-)가 나올 수 없다.
변위(Displacement)는 시간에 따라 물체의 위치 변화량을 나타내는 물리량 다른 말로 벡터의 양으로 나타낼 수 있으며 방향과 크기가 존재한다. 예를 들면 움직이는 물체의 처음 위치를 , 나중 위치를 라고 한다면 물체의 위치 변화를 표시할 때 사용하는 기호인 델타()를 써서 로 나타낼 수 있다. 따라서 변위(Displacement) 값은 양(+)이 나올 수 있고 음(-)이 나올 수 있다.

<중 략>

1. 두 그래프 사이의 공통점과 차이점은 무엇인가? 간단히 설명해보아라.
두 그래프의 공통점은 카트의 방향이 바뀌지 않을 때 거리(Distance)와 변위(Displacement의 크기는 일치하여 속도/속력 그래프 또한 똑같다.
두 그래프의 차이점은 방향에 따라 값이 다르다는 것을 알 수 있다. 속도 그래프는 물체의 크기와 방향까지 나타내는 물리량으로서 카트의 고리 쪽(음의 방향)으로 내려갈 때 음의 값이 나왔는데 속력 그래프는 물체의 크기만 나타내는 물리량으로서 양의 값이 나온다.

2. 두 그래프가 다르게 보이기 시작할 때 카트의 운동은 어떻게 변하는가?
속도 그래프와 속력 그래프가 겹치는 3.35초~4.55초사이를 제외하고는 두 그래프는 다르다는 것을 알 수 있다. 두 그래프가 다르게 보이기

- 평균 속력과 평균 속도가 서로 같은 구간은 언제인가?
표 2를 참고하면 평균 속력과 평균속도이 서로 같은 구간은 없다. 하지만 방향이 다르지만 스칼라의 값인 크기는 5.0s – 6.0s에서 거의 비슷하다.

<중 략>

- 평균 속력과 평균 속도가 서로 같은 구간에서 카트의 이동 방향은 어느 방향인가? (벨크로 방향 또는 고리 방향)
평균 속력/속도 실험에서는 일정한 시간, 일정한 거리로 카트를 앞으로, 뒤로 반복하여 움직였기 때문에 평균 속력과 평균 속도가 일치하지 않아 서로 같은 구간이 존재할 수가 없다.
방향을 제외한 스칼라의 값이 거의 비슷하거나 부호가 반대인 구간 5.0s – 6.0s, 2.0s – 5.0s의 평균 속도가 음이 나왔으므로 카트의 이동 방향은 고리 방향이다.

2.0~5.0초에서의 카트의 평균 속도는 이며 3.0초에서의 순간 속도는 0.386이다. 두 값이 다른 이유는 2.0~5.0초에서의 카트의 평균 속도가 순간 속도와는 달리 두 점 사이를 이은 직선으로 기하학적 표현을 통해 나타낸 것이며 순간 속도는 특정한 점에서의 속도여서 그래프에서는 좌표에서 3.5초에 해당하는 접선의 기울기로 나타난다.
평균 속도와 순간 속도는 값과 그래프 상에서도 다르다는 것을 확인할 수 있다.

참고자료

· 없음