일반물리학실험 중력가속도 보고서

소개글

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목차

1. 실험방법
2. 측정값
3. 실험결과
4. 질문 및 토의
5. 결론 및 검토

본문내용

질량 40.1g 일 때 그래프
0.75m
1.00m
1.25m
1.50m
0.0812
0.1057
0.1330
0.1611
()
9.2365
9.4607
9.3985
9.3110
4개의 측정값을 가지고 이 최소가 되는 X의 값을 찾는다.
= -2 = -2( - 4X) = 0
따라서 X = / 4
따라서 이러한 최소제곱법을 이용하야 중력 가속도를 구하면 9.3517m/s2이다.
그리고 중력 가속도의 표준오차는
[/(N(N-1))]1/2 = [/(4×3)]1/2 = 0.0492m/s2이다.
∴=9.3517 ± 0.0492(m/s2)
4. 질문 및 토의
(1) 그래프에서 최소제곱법으로 구한 직선이 원점을 지나는가? 원점을 지나지 않는다면 그 원인은 무엇인가?
세 종류의 질량이 다른 공으로 실험을 했을 때, 하나를 제외한 두가지는 원점을 지나지 않는다. 자연적인 원인은 실제 중력가속도는 공기저항을 무시한 상수이다. 하지만 내가 실험하여 구한 중력가속도는 공기저항을 받은 상수이다. 따라서 실험에서 구한 중력가속도는 실제 중력가속도와 차이를 보이므로 원점을 지나지 않는다. 또한 실험 도중에 낙하거리의 정확성이나 손 조작하는 것들에서도 오차가 생겼을 수 있으므로 원점을 지나지 않는 이유가 될 수 있다.
(2) 지표면에서 높이가 0 , 10 , 100 m, 1 , 10 , 100 일 때 실제 중력가속도를 계산하여 그래프를 그리고 중력가속도 와의 차이를 보여라.
지표면에서 높이가 0m, 10m, 100m, 1km, 10km, 100km 일 때 실제
중력가속도를 계산하여 그래프를 그리고 중력가속도 와의 차이를 보여라.
만유인력상수 :
지구의 질량 :
지구반지름 :
높이(h) (km)
0
0.01
0.1
1
10
100
중력가속도(g) (m/s2)
9.8299
9.8298
9.8296
9.8268
9.7991
9.5283
높이가 높아질수록 중력가속도는 작아지며 우리가 평소 알고 있는 중력가속도(=9.8m/s2)와의 차이가 점점 더 커진다.
실제 중력 가속도는 낙하거리와는 상관없이 9.8으로 일정하다.으로 낙하거리 h가 증가하면 낙하 시간이 증가하고 중력 가속도 g는 일정하다. 즉 지면의 높이가 0, 10, 100, 1000, 10000, 100000m에서도 중력 가속도 g는 9.8으로 일정한 것이다. 그러나 실험에서 측정된 중력 가속도 g는 9.8와는 약간의 오차를 보였다.
5. 결론 및 검토
중력가속도 측정장치를 이용하여 중력에 의해 낙하는 물체에 대한 낙하거리와 시간을 측정하였다. 식을 이용하면 낙하거리와 시간만으로 중력가속도를 구할 수 있었다. 공의 질량을 28.3g, 16.5g, 5.7g으로 세 번 실험을 하였고 각각의 실험에서 낙하거리를 0.25m씩 증가시키면서 측정하였다. 그 측정치로 그래프를 그리면 그 때 나타나는 선의 기울기가 바로 중력가속도이다. 기울기가 일정한 것으로 보아 중력가속도는 일정하다고 할 수 있었다. 실험을 하는 도중 공기저항 때문인지 손의 조작차이 때문인지는 모르겠지만 오차가 조금씩 생겼다. 약간의 차이가 있었지만 중력가속도는 질량과 무관함을 알 수 있었고 각각의 중력 가속도를 계산한 결과 낙하 거리와도 무관하였다. 즉 실제 중력 가속도 9.8과는 오차가 있었으나 중력 가속도가 낙하거리와 질량에 무관하다는 결론을 내릴 수 있었다. 고등학교 때 항상 다루었지만 그냥 중력가속도를 알기만 하고 넘어갔었는데 이번 실험에서 직접 측정치로 계산하여 구함으로서 쫌 더 그 원리에 다가갈 수 있는 기회가 된 것 같다.
6. 참고문헌 및 출처:
일반물리학실험 (저자: 부산대학교 물리학교재편찬위원회 /출판사: 淸文閣 /발행년도: 2009년)

키워드

일반물리학실험,   중력가속도,   물리