1. 실험목적
자유낙하를 이해하고 자유낙하와 함께 수직으로 작용하는 지표면 수평방향의 힘을 합성하여 포물선 운동을 이해한다.
2. 핵심개념 : 자유낙하, 포물선 운동,
3. 주요개념 이론
○ 자유낙하
물체가 중력작용에 의해 연직(鉛直)방향으로 떨어지는 운동.
넓은 뜻으로는 포물선운동을 포함한다. 중력 크기는 물질의 질량 에 중력가속도 를 곱한 것이며, 운동법칙에 의해 중력만으로 생기는 가속도는 모든 물체에 공통으로 하향시 . 무거운 물체일수록 빨리 떨어진다는 아리스토텔레스 학설의 오류를 증명하기 위해 G.갈릴레이가 피사의 사탑(斜塔)에서 실험으로 보여주었다는 이야기는 유명하다. 공 기 저항이 없으면 초속(初速) 로 낙하한 물체가 t초 후에 갖는 하향속도는 이고, 그 동안의 낙하거리는 으로 주어진다. 저항이 있을 경우, 운동은 물체의 모양 등에 크게 좌우된다. 단순한 모양의 물체에서 저항력 크기는 속도가 작으면 속도에, 속도가 크면 그 제곱에 거의 비례한다. 낙하에 의해 속도가 증가하면 저항도 증가하므로, 그것이 중력과 같아지면 그 뒤의 운동은 등속도운동이 된다. 지표 부근의 빗방울 낙하속도 는 등속도운동이다.
참고문헌
7. 참고자료
(1) 벡터해석 : 이종후, 학문사, 1983
(2) 브리태니커 백과사전, 2004, CD GX
(3) 한메파스칼 대백과사전, 1998, CD
(4) 대학물리학실험, 김기식 외, 2001, 인하대학교 출판부, pp.45~50
(5) D.Halliday and R.Resnick, Fundamentals of Physics, 3rd, John Wiley & Sons.
pp.56~60
(6) 김기식 외 15인, 대학물리학(상), 인하대학교 출판부, 인천, 1999), pp.41~43
실험 방법1) 공의 초기 속도 결정(포토게이트 사용)(1)발사 총에 두개의 포토게이트를 단다.(2)공이 수직이 되도록 발사 총을 설치한다.(3)포토게이트 타이머를 가동시켜 발사된 공이 두 포토게이트를 지나는 순간의 시간차를 잰다. 또 두지점을 통과하는데 걸리는 시간을 측정한다.(4)공을 3회 발사한후 이시간의 평균값을 구한다.(5)발사 강도를 달리하여 실험을 되풀이 한다.2)발사각에 따른 비행거리의 변화-포물선 운동(1)발사장치를 DEG 설치한다.
실험 방법①공의 초기 속도 결정(포토게이트 사용)(1)발사 총에 주개의 포토게이트를 단다.(2)공이 수직이 되도록 발사 총을 설치한다.(3)포토게이트 타이머를 가동시켜 발사된 공이 두 포토게이트를 지나는 순간의 시간차를 잰다. 또 두지점을 통과하는데 걸리는 시간을 측정한다.(4)공을 3회 발사한후 이시간의 평균값을 구한다.(5)발사 강도를 달리하여 실험을 되풀이 한다.②발사각에 따른 비행거리의 변화-포물선 운동(1)발사장치를 설치한다.(2)
일반 물리학 실험 결과(역학적 에너지 보존)◆ 목 적사면과 원주궤도를 따라서 여러 가지 구를 굴리는 실험에서, 구의 위치에너지가 운동에너지와 회전운동 에너지로 전환되는 과정과 포물선운동의 분석을 통하여 역학적 에너지 보존의 개념을 이해한다.◆ 장치 및 기구◆ 이 론(1) 수평 발사 속도그림 6-1에서 높이가 y인 지점에서 물체가 수평속도 v 0로 발사되어 x지점에서 떨어졌다면, 같은 지점에서 물체가 수직 아래 방향으로 자유 낙하할
실험해야 했기 때문에 거기서 오차가 발생했을 수도 있다.그리고 모든 실험에서 탄환을 질점으로 생각하고 값을 구했는데 실제로 탄환은 부피가 있으므로 이것을 생각해 주어야 한다. 조금 더 정확한 실험을 위해, 위의 오차원인들을 반영하여 다시 한 번 실험을 수행해야 한다고 생각한다.측정된 시간(s)측정기 사이 거리(cm)10.033510.020.033130.033140.032950.0335평균0.0332수평 이동 거리(cm)발사 높이(cm)170.524.6271.0372.6471.1571.4평균71.4낙하
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