일반물리학실험_Projectile motion & Free fall (포물선&자유낙하)

소개글

일반물리학실험_Projectile motion & Free fall (포물선&자유낙하)

목차

1. Introduction
1. Materials&Methods
1. Results & Discussion
3. References

본문내용

1. Introduction
-purpose-
-중력장 내에서 투사체의 포물선 운동을 분석한다.
-포물선 운동이 수직과 수평 운동으로 분석될 수 있음을 이해한다.
-background theory- [1], [2]
포물선 운동을 하고 있는 물체는 수평과 수직의 운동으로 분해할 수 있는데, 포물선 운동의 경우 물체의 운동 과정 중에서 작용하는 알짜 힘은 중력만 작용하고 있으므로 x축 방향은 가속도가 없고, 오로지 y축 방향으로만 g만큼의 가속도가 작용한다. 다시 말해, x축 운동만을 보았을 때는 등속도 운동을 하며 y축 운동만을 보았을 때는 등가속도 운동을 한다.

가) 시간 에 따른 속도
수직 방향으로만 중력에 따른 힘이 작용하고 있으므로, 수직과 수평 방향의 속도는 다음과 같이 나타낼 수 있다.
, (1)

나) 운동 경로의 식
운동 경로의 식은 시간 t에 따른 x축과 y축 이동거리 공식의 연립으로 나타낼 수 있다.
x축 이동거리 : ( =초기 수평 위치 ) (2)
y축 이동거리 : ( =초기 수직 위치 ) (3)
수식 (2)에서 이므로 이것을 y축 이동거리 식에 대입하면,
(4)

다) 비행시간
처음에 구했던 수식 (3)에서, 특히 이 될 때까지의 시간을 구할 수 있다. 에 0을 대입하고 식을 정리하면
(5)
이라는 변수 에 관한 2차 방정식을 얻을 수 있고, 는 0 이상의 실수 값이기 때문에 에 관하여 근의 공식을 사용하여 정리하여 의 값을 얻는다.

참고 자료

1) David Halliday et al., Fundamentals of Physics Extended 5th ed
2) General Physics Laboratory I