자유낙하 운동과 포물체 운동 [연세대 일반물리학1 실험 A+ 결과레포트]

소개글

2021년 1학기 연세대학교 일반/공학물리학1 실험수업 중 <자유낙하 운동과 포물체 운동> 레포트 자료입니다.

목차

1. 실험결과 및 분석
1-1. 자유낙하 운동
1-2. 포물체 운동

2. 토의 및 결론

3. 참고문헌

본문내용

6. 토의 및 결론
공기의 저항이 없는 이상적인 환경에서 자유낙하 하는 물체의 가속도는 일정하게 나타난다. 자유낙하 하는 물체의 가속도를 중력가속도라고 하며, 값은 9.8㎨이다.
자유낙하 운동 실험결과 측정된 중력가속도는 각각 9.6397㎨와 9.62388㎨로, 실제 중력가속도 값에 유사하게 계산되었다. 오차율도 2% 미만으로, 정확한 실험이 이루어졌다.
실험에서 발생한 오차의 주요 원인은 공기저항에 의한 영향일 것으로 생각된다. 물체에 중력이 아닌 항력이 운동을 방해하는 방향으로 가해짐으로써 측정된 가속도 값이 중력가속도보다 작게 나왔을 수 있다. 또 다른 오차의 원인으로는 실험실 내부 수직 방향의 기류로 인해 가속도에 변화가 생기는 경우가 있을 것으로 보인다.
포물체 발사 실험에서 수평 도달 거리가 최대가 되는 발사각은 실험결과 45°이었고, R이 유사한 발사각 쌍은 25°와 65°, 그리고 35°와 55°였다. 즉, 발사각을 더했을 때 90°가 되는 각도의 쌍이었다. 이와 같은 실험적 결과는 이론적으로도 설명될 수 있다. 포물선 운동에서 수평 이동거리를 나타내는 식은 아래와 같다.
  cos   sincos  sin
이 식에서 가 45°가 될 때, sin의 값이 최대인 1이 되므로, 발사각이 45°일 때 수평 이동거리가 최대가 되는 현상을 설명할 수 있다. 또, sincos의 값과 sin   cos   의 값은 동일하므로, 발사각을 더했을 때 90°가 되는 각도의 쌍은 수평 이동거리가 같다.

참고 자료

General Physics Lab Manual, Yonsei University Department of Physics
University Physics with Modern Physics 15th Edition, Hugh D. Young, Roger A. Freedman, Pearson