[일반물리학실험] 자유낙하운동 실험 보고서

목차

1. 실험목적
2. 실험이론
3. 실험기구 및 장치
4. 실험방법
5. 실험결과
6. 토의 및 토론
7. 참고문헌

본문내용

1. 실험목적
자유낙하 하는 물체와 수평방향의 초기속도를 가지고 떨어지는 물체에 대하여 각각의 경우 중력가속도를 측정하고 그 차이가 없음을 확인한다.

2. 실험 이론
공기저항을 무시할 자유낙하 하는 물체에 작용하는 힘은 중력으로 일정하게 작용한다. 따라서 일정한 가속도(g)를 가지고 지구중심을 향하는 일차원 운동을 할 것이다. 처음 정지 상태에서 출발하고 물체의 운동방향을 +로 정하면 t초후 물체의 낙하거리는 다음과 같이 주어진다.
마찬가지로 +방향으로 초기속도를 가지고 떨어지는 물체의 경우, 이 운동은 서로 무관한 방향의 운동과 방향의 운동으로 나누어 분석할 수 있다. 방향은 작용하는 힘이 없고 따라서 초기속도의 등속도운동을, 방향은 자유낙하하는 물체와 같은 운동을 하게 된다. 따라서가 되고 두 성분을 합하면 다음의 2차원 포물선 운동을 하게 된다. 본 실험에서는 자유낙하 하는 물체와 포물선 운동을 하는 물체의 각각의 경우 중력가속도를 측정하고 그 값의 차이를 확인하다.

3. 실험기구 및 장치
① I-CA system
② 스크린
③ Drop-Shot 장치
④ 수평계

4. 실험방법
(1) 스크린과 Drop-Shot 장치를 준비하고, I-CA 시스템을 설치한다.
<참고> 카메라는 구면수차를 감안하여 2~3m 뒤에 설치하고 줌을 조절하여 실험하기 좋은 화면을 맞춘다. 실험면과 카메라는 직각이 되어야 하고, 특히 X-Y 2차원 실험으로 평면 자체가 기울면 실험에 오차를 줄 수 있으므로 카메라가 수직명에 정확히 일치하게 설치한다. 이는 카메라 위에 수평계를 올려놀고 수평을 맞추는 것이 확실하고, 수평계가 없을 시 형광구를 떨어뜨려 보아 그 모습을 보고 맞출 수 있다.

참고 자료

개정판 일반물리학실험(건국대학교 물리학과, 북스힐)
실험 1-5 자유낙하(Drop-Shot) 실험