실험 목적: 속력을 정확하게 측정하는 방법을 고안한다. (효과적인 측정 방법을 개발하는 것은 중요한 과학활동 중 하나이다.)예비 보고서:1. 평균 속력과 순간 속력의 차이는 무엇인가? (일반물리 책 참조)2. 스마트 폰의 카메라 어플(초고속 카메라, burst camera 등 추천)을 사용하여 물체의 순간 속력을 측정하는 방법을 생각해온다.준비물: 공 또는 쇠구슬, 롤러코스터 세트, 개인 스마트 폰, 줄자, 포토게이트x2, 디지털타이머, 스탠드(봉x2), 스탠드용 클램프x2<1> 이론1. 평균 속력과 순간 속력의 차이는 무엇인가? (일반물리 책 참조)평균 속력이란, 시간 t일 때의 이동 거리를 f(t), 시간 t+h일 때 이동 거리를 f(t+h)라고 했을 때 시간 h 동안의 평균 속력은 지점 A와 B 사이의 기울기이다.<중 략><2> 실험 방법, 결과 및 고찰1. 등속 운동(1) 평평한 실험 테이블 위에서 구슬을 굴린다. 필요하다면 주변 도구들을 사용해서 구슬이 지나가는 길을 만들어도 된다. 줄자와 타이머, 스마트 폰 등을 사용해서 이 구슬의 순간 속력을 측정하는 방법을 고안해보라.(2) 구한 속력의 오차 범위는 어떠한가? 그 근거를 말해보라. (시간 간격의 오차 범위와 그 시간 동안 진행한 거리의 오차 범위를 따져보라.) - 시간은 0.5초 간격에 맞추어 측정하였으나, 속력은 0.104~0.372m/s로 오차 범위가 매우 넓음을 확인할 수 있다. 등속 운동을 측정하고자 했던 원래의 의도와 달리 일정한 속력값을 얻지 못했다.(3) 측정의 정확도를 제한하는 요소는 무엇인가? 정확도를 더 높일 수 있는 방법을 생각해본다. - 책상이 완전히 평평하지 않으며, 줄자 위에 구슬을 굴렸기 때문에 완전히 평평하다고 할 수 없다. 스마트폰 카메라를 통해 29.9 fps(약 9.14ms 간격)으로 촬영하였는데, 더 높은 셔터 속도가 보장되는 초고속 카메라를 사용한다면 더욱 정확한 값을 얻을 수 있으리라 생각한다.
