[부산대 A+] 포물선 운동-tracker 프로그램 사용

목차

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

본문내용

실험의 목적
수평면에 대해 임의의 각도ex) 30°, 45°, 60° 로 공을 발사하면서 영상을 촬영하고 반사된 공이 수평방향과 수직방향으로 어떤 운동을 하는지 영상 분석을 통해 알아본다.

포물선 운동
수평면과 θ의 각으로 던져 올린 물체의 운동을 분석해 보면 수평 방향으로는 등속도 운동을 하며 수직 방향으로는 등가속도 직선 운동을 한다는 것을 알 수 있다. 이렇게 모든 지점에서의 힘의 크기와 방향이 같은 공간에서 물체가 힘의 방향과 일정 각도를 이루어 던져질 때 이 물체는 결과적으로 그림 1과 같은 형태의 포물선을 그리게 되며, 이때 물체가 그리는 궤적을 포물선 운동이라고 칭한다.

실험 기구 및 재료
카메라, 삼각대, 발사기, 쇠공, 플라스틱 자(30cm)⇒ 기준 자, Tracker 프로그램
Tracker 프로그램을 사용하여 시간에 따른 물체의 운동을 분석하기 위해서는 촬영하는 영상의 초당 프레임 수(⇒ 60프레임)를 알고 있어야 하며, 또한 길이를 알고 있는 기준 눈금자(⇒ 플라스틱 자(30cm))가 영상 속에 들어 있어야 한다. 기준 눈금자는 줄자 또는 자를 사용해도 되고 거리를 알고 있는 두 점으로 표시해 두어도 된다.

결과에 대한 논의
오차분석
1.발사 장치의 흔들림
- 발사 자이를 고정해 놨다고 하더라도 손으로 힘을 주어 당기기 때문에 발사 장치가 흔들리지 않았다고 말할 수 없다.
발사 장치가 절대 움직이지 않도록 고정해놔야 한다

2.발사 장치와 공 사이의 마찰
- 공과 발사 장치의 마찰을 무시할 수 없다.

3.공기 저항(공기의 마찰)
- 발사된 공의 이동방향과는 반대 방향으로 공기의 저항이 작용하므로 점차 속도가 감소하게 된다. ⇒ 실험 과정에서 공기의 저항은 아주 미미하여 신경을 쓰지 않아도 되지만 그래도 정확한 실험을 원한다면 진공상태에서 실험해야 한다.

4.전향력
- 지구상에서는 지구의 자전으로 북반구에서는 물체가 운동하는 방향의 오른쪽으로 전향력이 작용한다. 즉, 지구범위 내에서는 일직선으로 작용할 수 있는 물체가 없다는 것을 의미한다. 자신이 똑바로 걷더라도 지구의 자전에 의해 지구상에서는 휘어진 운동을 하고 있다는 것이다.

참고 자료

일반 물리학 실험, 제 4판, Chapter 1 오차론, Chapter 36 Tracker 프로그램을 사용한 포물선 운동, 부산대학교 물리학교재편찬위원회, 청문각
Naver 지식백과_학생백과_포물선 운동,
http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=941198&cid=47338&categoryId=47338
부산대학교 일반물리학실험실,
http://gplab.phys.pusan.ac.kr/menu/menu02/03_tracker.html