뉴턴의 사과는 어떻게 떨어졌는가 ?

소개글

물리학 관련 실험 레포트중에서 지구 중력과 관련된 만유인력 쓸림힘에 관한 실험레포트이다

목차

1. 실험 목적
2. 이론 및 배경
3. 실험 장치
4. 실험 방법
5. 실험 DATA 정리 및 분석
6. 실험토의
7. Reference
8. 표지

본문내용

1. 실험 목적

이 실험에서는 지구 중력에 의해 낙하하는 물체의 속력을 측정하여 운동법칙을 찾아내고 만유인력, 쓸림힘과의 관계를 탐구한다. 특히, 빛살문 검출기(photogate detector)로 물체가 어떤 위치에 도달하는 시간과 빠른 물체의 속력을 측정하는 방법과, 컴퓨터를 이용하여 측정한 데이터를 처리하는 방법을 배운다.


2. 이론 및 배경

물리학이 다루는 자연현상 중에서 만유인력은 기본적일 뿐만 아니라 지구의 중력은 우리의 일상생활에 직접적으로 영향을 미치고 있기 때문에 매우 중요하다. 일설에 의하면 사과나무에서 떨어지는 사과를 보고 뉴턴은 그의 만유인력 법칙을 떠올리게 되었다고 한다. 그전에도 아르키메데스 때의 잘못된 인식과 갈릴레이의 실험 등에서 옛날 사람들의 중력에 관한 인식의 변화를 알 수 있다.
물체의 운동 상태를 변화시키는 요인을 힘(force)이라고 부르며, 운동 상태의 변화는 가속도로 나타낸다. 이 힘과 운동 상태의 변화 즉, 가속도 사이의 관계를 운동법칙(law of motion)이라고 부른다. 뉴턴이 발견한 운동법칙은 물체에 가해진 힘 F 와 힘에 의한 물체의 가속도 a 사이에 비례 관계 F = ma 를 갖는 힘을 정의하며, 이때 비례상수 m 이 물체의 (관성)질량이다.
힘 F가 일정한 경우에는 물체의 가속도도 일정하고(물체의 질량 m 이 속도에 무관하게 일정한 경우), 따라서 시간 t 에서의 물체의 속도 v 는 v = vo + at 이다. 1차원 운동을 하는 물체가 시간 t 동안에 움직인 거리 h 는 h = vot + 1/2 at²가 된다. 이 실험에서는 시간 t 에 따른 낙하 거리 h 의 변화를 측정하여 식h = vot +1/2 at²과 비교하 면 가속도가 일정한 경우인지 여부를 확인할 수 있고 또, 그 크기를 구할 수 있다.
뉴턴의 만유인력 법칙에서는 모든 물체 사이에는 서로 잡아당기는 인력이 작용하며 그 크기는 물체간 거리의 제곱에 반비례한다고 생각한다.

참고 자료

▪ PHYSLAB (
http://physlab.snu.ac.kr)

▪ 물리 2 high top 두산동아
▪ Principles of Physics third edition