Tracker 프로그램을 사용한 중력가속도 7

목차

1. 실험 목적
2. 실험 원리
3. 실험 기구 및 재료
4. 실험 방법
5. 측정값
6. 실험결과
7. 결과에 대한 논의
8. 결론

본문내용

실험의 목적
낙하하는 물체를 촬영하고 촬영한 영상을 Tracker 프로그램으로 분석하여 속도변화를 통해 가속도 즉 중력가속도를 측정해본다.

실험의 원리
만유인력의 법칙에 의해서 질량이 각각 m, M인 두 물체는 서로 만큼 힘을 주고받는다. 마찬가지로 지구위의 물체도 지구와의 만유인력에 의해 중력이 생긴다. 지구위의 물체의 질량을 m이라 하고 지구의 질량을 M이라하면 r지구와 물체 사이의 거리이고, G는 만유인력 상수가 된다. 이고 이때 지구의 중력에 의한 가속도 를 중력가속도 라고 한다. 따라서 과도 같다.
등가속도 운동식에 의해서 자유낙하하는 물체의 낙하거리 을 만족한다. 이 식에서 임을 알 수 있다. 라는 식에 따라 이번 실험에서는 높이와 그 높이만큼 떨어지는데 걸리는 시간을 측정하여 직접 를 결정 해 볼 수 있다.

실험 기구 및 재료
카메라, 삼각대, 줄자, 플라스틱 공(큰 것, 작은 것), 골프공, Tracker 프로그램

실험 방법
➀ 물체를 떨어뜨릴 위치로부터 약 2m 떨어진 곳에 카메라를 설치한다.
➁ 카메라 화면이 지면과 평행하도록 조정하고 초점이 맞는지 확인한다.
➂ 녹화를 시작함과 동시에 적당한 높이에서 물체를 낙하시킨다.
➃ 녹화를 종료한 뒤, 물체의 낙하가 제대로 녹화되었는지 확인한다.
➄ Tracker 프로그램을 이용하여 녹화된 동영상을 분석한다.
➅ 시간 t에 빠른 방향의 속도를 그래프로 그리고 그 기울기를 구하여 g를 구해본다.
➆ 낙하 물체를 바꾸어서 과정을 되풀이한다.

실험 결과
1)큰 플라스틱 공
시간 t에 따른 y축방향의 속도 그래프를 그려보았더니 그림1과 같은 그래프가 나왔고, 추세선을 이용하여 기울기를 구하여 보았더니 9.63이 나왔다.
즉 큰 플라스틱 공 실험에서 구한 중력가속도 g=이었다.

2)작은 플라스틱 공
시간 t에 따른 y축방향의 속도 그래프를 그려보았더니 그림2와 같은 그래프가 나왔고, 추세선을 이용하여 기울기를 구하여 보았더니 9.56이 나왔다.
즉 작은 플라스틱 공 실험에서 구한 중력가속도 g=이었다.

참고 자료

일반물리학.개정10판
일반물리학실험.제4판