[일반물리실험] 포항공대 만유인력하의 궤도운동 결과보고서

소개

포항공과대학교 일반물리실험 중
만유인력하의 궤도운동 결과보고서입니다.

좋은 점수 받았구요, 많은 도움 될거에요^^

목차

1. 실험 방법
2. 실험 결과
3. 오차분석 및 결론
4. 결론
5. 참고 문헌

본문내용

1. 실험방법
초기값 r0와 에 대해, 를 통해 각각 5분 후의 위치를 구하고, 작도를 통해 인공위성의 궤도를 16단계까지 그려나간다. 지구의 반경이 6371km라고 가정하고 앞의 단계에서 완성한 인공위성 궤적의 형태를 판정해본다(원, 타원, 포물선, 쌍곡선, 추락 형). 궤도에서 3점을 택하여 각각의 위치에서 각운동량 보존법칙이 성립하는지 알아보고, Kepler의 제 2 법칙(면적속도 일정의 법칙)을 확인해본다. 지구 상공 10km에서 원운동하기 위한 속도와 탈출 속도를 계산해보고, 를 유도해보자.

2. 실험 결과
(1) 궤도의 모양 예측하기
① 인공위성 A
․ 평균 : 12359 , 표준편차 : 202.29 , 표준오차 : 49.06
∴ A인공위성의 궤도반경(km) = 12359 ± 49.06(km)
이 그래프는 작도를 통해 구한 A인공위성의 궤도 반경을 km로 환산하여 그린 그래프이다. 그래프를 통해 알 수 있듯이, A인공위성은 원궤도를 그린다. 타원이라고 생각할 수도 있으나 지구반경이 6371km라는 점을 생각해보면 표준오차 49.06km라는 값은 미미한 값임을 알 수 있다. 또한 증가와 감소에 일정한 패턴이 없다. 이는 오차로 인한 반지름의 미세한 변화임을 알 수 있다. 따라서 A인공위성은 원궤도를 그리며 돌고 있다.

② 인공위성 B
․ 평균 : 16762 , 표준편차 : 5126.66 , 표준오차 : 1243.40
∴ B인공위성의 궤도반경(km) = 16762 ± 1243.40(km)
이 그래프는 작도를 통해 구한 B인공위성의 궤도 반경을 km로 환산하여 그린 그래프이다. 그래프를 통해 알 수 있듯이, B인공위성은 쌍곡선 궤도를 그린다. 즉, B인공위성은 탈출을 한다. 계속해서 궤도반경이 증가하고 있으며, 지구반경에 비해 엄청난 표준오차를 가지고 있다. 따라서 B인공위성은 시간이 지나면 지날수록 계속 궤도반경이 증가하여 결국 탈출을 하게 될 것이다. (실제로 모눈종이에는 16회까지 그릴 공간이 되지 않아 다 그리지 못하였고, 엑셀을 이용하여 그 다음 값들을 추측하여 그래프를 그렸다.)

참고자료

· ⑴ 하이탑 물리 Ⅱ, 김종권, 이강석
· ⑵ Fundamentals of Physics 8th edition, Halliday