자유낙하와포물선운동

목차

1. 실험목적
2. 핵심개념
3. 주요개념 이론
4. 실험기구 및 장치
5. 실험방법
6. 질문 및 해설 (고찰)
7. 참고자료

본문내용

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 m
에 중력가속도 g
를 곱한 것이며, 운동법칙에 의해 중력만으로 생기는 가속도는 모든 물체에 공통으로 하향시 g_c = 9.8 m/s^2
. 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) v_0
로 낙하한 물체가 t초 후에 갖는 하향속도는 v = v_0 + gt
이고, 그 동안의 낙하거리는 v_0 t + {1} over {2} gt^2
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.
저항이 있을 경우, 운동은 물체의 모양 등에 크게 좌우된다. 단순한 모양의 물체에서 저항 력 크기는 속도가 작으면 속도에, 속도가 크면 그 제곱에 거의 비례한다. 낙하에 의해 속 도가 증가하면 저항도 증가하므로, 그것이 중력과 같아지면 그 뒤의 운동은 등속도(等速 度;終端速度)가 된다. 지표 부근의 빗방울 낙하속도는 등속도이다.

참고 자료

벡터해석 : 이종후, 학문사, 1983
브리태니커 백과사전, 2004, CD GX
한메파스칼 대백과사전, 1998, CD
대학물리학실험, 김기식 외, 2001, 인하대학교 출판부, pp.45~50
D.Halliday and R.Resnick, Fundamentals of Physics, 3rd, John Wiley & Sons. pp.56~60
김기식 외 15인, 대학물리학(상), 인하대학교 출판부, 인천, 1999), pp.41~43