자유낙하운동 실험 (등가속도 운동)

소개글

자유낙하운동 실험을 통해 등가속도 운동을 알아보는 실험입니다
예비보고서와 결과보고서가 함께 있습니다
- 중력을 받아 운동하는 물체를 분석할 수 있다
- 등가속도 운동하는 물체의 운동을 분석하여 위치, 속도, 가속도를 구할 수 있다
- 등가속도 운동하는 물체의 위치, 속도, 가속도를 시간의 함수로 나타낼 수 있다

목차

<예비보고서>
실험목적
실험 기구 및 장치
배경 및 이론
실험 방법 및 과정
참고문헌
<결과보고서>
실험목적
실험 배경이론
실험 결과
결과분석
참고문헌

본문내용

실험목적
- 중력을 받아 운동하는 물체를 분석할 수 있다
- 등가속도 운동하는 물체의 운동을 분석하여 위치, 속도, 가속도를 구할 수 있다
- 등가속도 운동하는 물체의 위치, 속도, 가속도를 시간의 함수로 나타낼 수 있다

실험 기구 및 장치
자유낙하 운동 실험 장치, 줄자, 스톱워치, 종이테이프, 쇠구슬, 집게 스탠드

배경 및 이론
질량이 m인 물체가 지표면 근처에서 낙하할 때 물체가 받는 중력은

로 주어진다. 여기서 G는 만유인력 상수이고, M은 지구의 질량, r은 지구와 물체 사이의 거리이다. 지면으로부터 물체까지의 거리가 지구의 반지름 R에 비해 매우 작은 경우 식에 주어진 거리는 r≈R로 쓸 수 있으므로 중력 F는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

여기서 g=GM/R2(9.8㎨)이고 중력 가속도라 부르며, 물체의 질량에 상관없는 일정한 상수이다.
지표면 근처에서 낙하하는 물체의 운동방정식은 다음과 같다.

이 식으로부터 시간 t일 때 물체의 낙하거리 h는 다음과 같이 주어진다.

따라서 물체의 낙하거리 h와 낙하시간 t를 측정하면 중력 가속도 g를 결정할 수 있다.

실험 방법 및 과정

참고 자료

한국물리학회 저, 일반물리학실험, 청문각(1997), p 39~46