과고 물리 1등급의 자유낙하, 포물선 실험보고서

목차

1. 실험 목적
2. 이론적 배경
3. 준비물
4. 실험 방법
5. 실험 결과
6. 결론 및 고찰
7. 참고 논문

본문내용

1. 실험 목적
일정한 높이에 있는 쇠구슬의 자유낙하 시간을 트래커를 이용해 분석한다, 이를 통해 실험적으로 중력가속도를 구해본다. 마찬가지로 포물선 운동하는 포사체의 운동방정식을 중력에 의한 수직 운동과 등속도로 운동하는 수평방향 운동으로 나누어 이해한 뒤, 이것을 실험적으로 확인해본다. 정리하자면, 트래커 사용법을 익히고, 이론적으로 도출되는 식들을 실험적으로 구해보며 오차율을 계산하고 분석하는 것이다.

2. 이론적 배경
1) 자유낙하
등가속도 운동을 하는 가장 대표적인 사례는 지구 중력의영향으로 낙하하는 운동이다. 낙하 거 리가 지구의 반지름보다 상대적으로 짧고, 공기 저항 등 외부 요인이 없는 이상적인 경우, 모 든 물체는 크기나 무게에 상관없이 아래쪽 방향으로 등가속도 운동을 한다. 이와 같은 운동을 자유낙하(free fall)라고 한다. 그림 1 은 일정한 시간 간격으로 물체의운동을 촬영한 사진이다. 붉은색 점은 정지한 상태에서 자유낙하 하는 물체의 궤적을 나타낸다. 각 위치 사이의 시간간 격이 동일하므로, 두 위치 사이의 물체의 평균 속도는 해당하는 거리에 비례하기 때문에, 거리 가 증가하는 것은 속도가 증가하고 있음을 의미한다. 각 거리를 측정하면 각 시간 간격에서 속 도 변화가 일정함을 확인할 수 있고, 자유낙하 하는 물체의 가속도가 일정하다는 것을 알 수 있다. 자유낙하 하는 물체의 가속도를 중력 가속도(acceleration due to gravity)라고 한다.
포물체(projectile)는 공을 던지는 것과 같이 초기 속도가주어지고 이후에는 중력 가속도의 영향 만으로 경로가 결정되는 물체이다. (실제로는 공기 저항도 포물체 운동에 영향을 주지만, 이상 적인 경우에는 이를 무시한다.) 그림 1 의노란색 점과 같이 포물체 운동은 2 차원 운동이다.

참고 자료

https://hyen4110.tistory.com/39
https://gplab.pusan.ac.kr/gplab/40433/subview.do?enc=Zm5jdDF8QEB8JTJGYmJzJTJGZ3BsYWIlMkY5MjQxJTJGNzM1MTY3JTJGYXJ0Y2xWaWV3LmRvJTNG
http://phylab.yonsei.ac.kr/exp_ref/101_FreeFall_KOR.pdf
https://roadkm.tistory.com/33