1. 실험 목표 버니어 캘리퍼와 마이크로미터를 사용하여 물체의 길이, 중공 원통의 내경 및 외경, 샤프심 의 직경 등을 정밀하게 측정한다.2. 실험 과정1) 버니어 캘리퍼를 이용해 중공 원통의 지름, 외경, 내경, 길이 등의 수치를 측정해 그 측정 값을 기록한다. 2) 마이크로미터를 이용해 샤프심의 직경을 측정해 그 측정값을 기록한다.4. 실험 과제1) 버니어 캘리퍼를 이용해 얻은 측정값으로 중공 원통의 부피를 구한다.옅은 회색원통의 부피 : a 짙은 회색원통의 부피 : b 옅은 회색원통 가운데 빈 곳의 부피: a’ 옅은 회색과 짙은 회색 사이의 흰 원통의 부피: c 라고 하자. 2) 버니어 캘리퍼를 이용해 얻은 측정값으로 중공 원통의 겉넓이를 구한다.1)의 그림에서 옅은 회색원통 : a 짙은 회색원통 : b 옅은 회색원통 가운데 빈 곳: a’ 옅은 회색과 짙은 회색 사이의 흰 원통: c 라 하자.a의 가운데가 뚫린 부분의 a’을 합하면 b의 밑면이 된다. 따라서 b의 밑면과 같은 넓이의 원 이 2개. b의 밑면에서 c의 밑면만큼의 넓이를 뺀 도형이 2개. a, b, c, a’ 의 옆면이 각각 하나. 이들을 전부 더하면 중공 원통의 겉넓이가 된다.5. 퍼센트 오차샤프심 측정값의 퍼센트 오차 : 20% 중공 원통의 수치의 이론값은 없다.6. 오차의 원인 및 실험 개선사항 가설 1. 샤프심 여러개가 한공간에 오랫동안 있으며 이동중 서로 부딛혀 마모되었을 것이다. -> 새 샤프심을 사서 실험한다. 가설 2. 눈금이 작아서 측정자가 눈금을 잘못 읽었을 것이다. -> 휴대폰 카메라의 확대 기능을 활용해 좀 더 정확하게 눈금을 읽는다.
1. 실험 목표-진동하는 물리진자의 운동을 관찰하여 선형의 단순조화운동으로 근사할 수 있는 조건과 비선 형 효과를 고려해야 할 경우를 알아보고 그 주기를 측정하여 이론식과 비교해본다. -중력장내에서 수직으로 운동하는 용수철 진자의 단순 조화 운동을 관찰, 그 주기를 측정하고 탄성위치에너지와 중력위치에너지의 변환을 통한 에너지 보존을 확인한다.2. 실험 과정-스크린 앞에 스텐드를 설치하고, 카메라와 I-CA 시스템을 준비한다.1) 물리 진자 -진자를 스텐드에 매단 후 4-5회정도의 왕복운동을 카메라로 캡처한다. -해당 파일을 분석하여 주기, 진자의 길이, 진폭의 각도를 측정한다. 2) 용수철 진자 -용수철을 스텐드에 매단 후, 추걸이에 아무것도 올리지 않았을 때의 길이와 추를 올렸을 때 의 길이를 비교하여 용수철 상수를 구한다. -추를 상하운동시키고 이를 촬영한다. -해당 파일을 분석하여 주기를 구한다.
1. 실험 목표마찰력의 종류를 알고 마찰력의 크기를 다르게 하는 원인을 분석하고, 마찰계수를 구할 수 있다.2. 실험 과정1) 수평면상에서의 마찰계수-마찰계수 측정장치가 수평면이 되도록 놓는다. -측정장치 위에 물체를 놓고 끈으로 물체와 추걸이를 연결한 후 실을 도르래에 걸친다. -물체가 등속운동할 때까지 추걸이에 추를 올린다. -물체가 운동하기 시작했을 때 물체와 추의무게를 잰다. 2)경사면상에서의 마찰계수 측정-마찰계수 측정장치 위에 물체를 놓는다. -물체가 등속운동할 때까지 측정장치의 경사각을 높인다. -물체가 운동하기 시작했을 때 물체의 무게와 각도를 잰다.
실험 목표두 개의 쇠공을 충돌시켜 충돌 전후의 속도를 측정함으로써 충돌 전후의 선운동량을 비교하여 선운동량 보존법칙을 이해한다.실험 과정1) I-CA 시스템을 준비하고 2차원 충돌장치 위에 카메라를 설치한다. 2) 카메라가 2차원 충돌장치 전체를 찍고 있는지 확인한다. 3) 두 개의 공을 장치 위에서 충돌시키고 해당 장면을 캡처한다. 4) 장면 분석한 값을 통해 충돌 전후의 운동에너지량을 비교한다.실험 결과1) 물체의 질량피사체 1의 질량: 23.8g피사체 2의 질량: 23.9g5. 퍼센트 오차이론값이 없으므로 이론값과 측정값간의 퍼센트오차는 존재하지 않는다.6. 오차의 원인 및 실험 개선사항초기에너지와 나중에너지간의 차이는 손실된 에너지이며, 해당 에너지는 공과 공이 부딛힐 때 마찰력에 의한 열에너지로 소비되었다. X축의 마찰력과 Y축의 마찰력이 차이가 나는 이유는 공의 경로 때문이다. 공은 왼쪽의 그림과 같은 방향으로 다가와 충돌했고, 그 과정에서 X축방향으로는 정면
실험 목표자유낙하하는 물체와 수평방향으로 초기속도를 가지고 어지는 물체에 대하여 각각의 경우 중력가속도를 측정하고 그 차이가 없음을 확인한다.실험 원리 요약-자유낙하하는 물체는 지구 중심을 향해 일직선으로 떨어지며, 이 때 중력가속도가 작용하기때문에 1차원 등가속도 운동을 하게 된다. 이때의 초기속도를 0, 중력가속도를 g라 하자. 이를 그래프로 그려 보면 다음과 같다. 이 때 물체의 이동거리(낙하거리)는 그래프와 t축 사이의 넓이에 해당한다. -수평 방향으로 초기속도를 가지고 떨어지는 물체는 포물선 운동을 하는데, 이 운동은 서로 무관한 수직 방향(y)과 수평 방향(x)의 운동으로 나누어 볼 수 있다. 이 때 x방향으로는 초기 속도인 의 등속도운동을, y방향으로는 자유낙하 물체와 동일한 운동을 한다.3. 실험 방법 요약1) 스크린과 Drop-Shot 장치를 준비하고, I-CA 시스템을 설치한다. 2) 카메라를 장치로부터 2-3m 뒤에 설치한 후 실험면이 잘 보이도록 조절한다. 카메라와 실험면은 직각이 되도록 설치한다. 3) 화면을 캡처하여 좌표계를 설정한다. 4) 형광구를 자유낙하시킨다. 5) 분석메뉴를 실행하여 시작점과 끝점을 설정하고 피사체를 설정한 후 파일을 분석한다. 6) 두 번째는 형광구를 발사해서, 세 번째엔 두 개의 형광구를 하나는 발사, 하나는 낙하시켜서 촬영한 후 5번 과정을 반복한다.4.실험 결과1) 자유낙하물체- x의 좌표는 –0.173 에서 –1.909 까지 변화했다. - y의 좌표는 0.347 에서 –60.241 까지 변화했다. - y좌표가 x좌표에 비해 급격한 변화를 보이며, x좌표는 상대적으로 거의 변화가 없다. 이는 수직에 가까운 각도로 형광구가 낙하했음을 의미한다.- t-y 그래프- 시간 당 y는 점점 빠르게 감소하고있다. - 시간-수직거리 그래프를 통해 물체가 가속도운동을 했음을 알 수 있다. - 표 상에서 가장 수치를 알기 쉬운 점은 (y,t) = (-20(cm),0.2(s)) 이다. 표준 단위(0.2m, 0.2s)로 바꾸어 계산하면 중력가속도 g=10