[물리실험][결과보고서]낙하운동과 중력가속도 측정

소개글

[물리실험][결과보고서]낙하운동과 중력가속도 측정에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 결과 및 분석
1) 결과
2) 분석

2. 토의
1) 오차분석
2) 의문점

본문내용

(m/s²)로 역시 조금 다른 결과를 보였지만 그다지 많은 차이는 보이지 않으며, 기록하지 않은 나머지 수치를 종합해보면 역시 중력가속도의 평균값에는 별다른 차이가 없는 것 같다. 즉, 피켓펜스를 떨어뜨리는 초기 높이는 실험결과에 별로 영향을 미치지 않는다.
<토의>
1. 오차분석
가속도 측정의 실험을 여러 번 반복하였기 때문에 비교적 오차는 크지 않았던 것 같다. 그러나 실험할 때의 부주의로 피켓펜스를 떨어뜨릴 때 포토게이트 장치에 부딪혔을 땐 전혀 엉뚱한 결과가 나오기도 하였다. 피켓펜스가 자유낙하 할 때, 주위 사물과 부딪히게 되면 그만큼 낙하 속도가 줄어듦에 따라 가속도 수치가 작아졌을 것이다. 이러한 결과는 거의 제외되었기 때문에 여기서는 별 영향이 없고, 위에 기록한 수치들의 오차는 대부분 피켓펜스를 정확히 수직으로 떨어뜨리지 못함에 있으리라 생각된다. 물체가 비스듬히 떨어지게 되면 피켓펜스의 띠 간격 (1cm or 2cm) 이 실제 간격보다 작아지게 되므로 오차가 생기게 된다. 또, 30cm 위에서 떨어뜨렸을 경우, 특히 엉뚱한 실험 결과가 많이 나왔는데, 이는 피켓펜스를 수직으로 떨어뜨리는 것이 어려웠기 때문이다. 실제로는 지구의 반지름 6400km에 비해 30cm는 아주 작은 단위이므로 중력가속도는 g≒9.8(m/s²)로 일정하다고 볼 수 있다.
(참고) 지구 위의 물체는 모두 지구 중심으로부터 같은 거리에 있다고 보아 g=GM/R²이 동일한 것으로 인정하며, 지구의 중력은 F=mg로 표현한다. 이 때는 물체가 지구의 크기에 비하여 매우 작아서 각 부분의 g값이 일정하다는 가정이 전제된다는 점에 유의해야 한다. 물체의 각 부분에 작용하는 g값이 다르게 되면 그 물체에는 조석 현상과 같은 효과가 나타난다. 밀물, 썰물 등의 지구상의 조석 효과는 지구 표면의 각 부분에 미치는 달의 끌힘이 균일하지 않기 때문에 생기는 현상이다.
2. 의문점
이 실험은 비교적 간단하여 빨리 끝낼 수 있었고, 계산 역시 어려움은 없었으나 두 가지 의문점이 생긴다.
첫째로, 각각의 경우에 구한 중력 가속도는 컴퓨터가 계산한 값과 내가 계산한 값이 완전히 일치하지는 않는다는 점이다. 구간별로 구한 가속도를 평균하여 계산하든지, 전체 시간의 변화와 전체 속도의 변화로 평균 가속도를 구하든지 그 값은 비슷하였는데, 컴퓨터의 값과는 조금씩 차이가 났다. 그래서 실험(1)의 경우 컴퓨터의 계산 결과로 9.8과 비교적 가까운 결과치 3개를 정하였는데 실제로 내가 계산한 값은 9.584밖에 되지 않았다.
둘째로, 각 구간별로 가속도를 구해보면 구간마다 전혀 다른 값이 나온다는 것이다. 가장 큰 수치로 16, 가장 작은 수치로 6 까지 나왔다. 이를 평균하여 9.8에 가까운 가속도 값이 나온 것이다. 즉, 피켓펜스는 등가속도 운동을 하지 않았다는 결과가 되는 것인데, 역시 피켓펜스가 수직으로 떨어지지 못한 점에서 발생한 오차인 것 같다.
<참고문헌>
새대학물리1 교문사
일반 물리학 Douglas C. Gianroli 청문각
두산세계대백과 EnCyber

키워드

물리실험,   낙하운동,   중력가속도,   중력,   가속도,   낙하