3장_예비보고서

목차

1. 실험목표

2. 실험 배경

3. 예비 문제

4. 실험장비 및 재료

5. 실험 과정

본문내용

추출된 중력가속도 크기 g는 얼마인가? 중력가속도 크기의 참값이 9.8m/s²라고 하면 측정한 중력가속도 크기의 상대오차는 얼마인가(%)? 오차의 원인은 무엇일까?
5) Logger Pro 3 왼쪽 데이터 표에는 수직변위인 y(t)좌표값뿐만 아니라 수직속도인 도 이미 구해져 있다. 이 값의 그래프를 추가로 그리고 등가속도 운동에서의 관계식인 식 (3.1)이 만족하는지를 보여라.
6) 앞에서 얻어진 데이터에서 Logger Pro 3의 “계산식에 의한 분석법”으로 역학적 에너지 보존을 확인하라.
그래프로 그리고 역학적 에너지 보존식인 식(3.14)를 만족하는지 보여라.
그려진 그래프에서 공의 낙하 시간에 따라 에너지의 증감과 역학적 에너지가 일정함을 보이는가? 즉 식 (3.14)을 만족하느가? 세로축의 크기 조정은 그래프 창에서 마우스 오른쪽 버튼 클릭 후 “Graph Options" → "Axis Options" → "Manual" → "Top", "Bottom"에 적당한 값을 넣어서 조정하라.
주의사항 : 에너지는 벡터량이 아니므로 방향도 성분도 없다. x성분 에너지 Ex, y성분 에너지 Ey 등은 엉터리다.
실험 3.B 투사체의 포물선 운동 실험
1) 그림 3.3의 공의 포물선 운동실험 구성도와 같이 구성
공을 위로 비스듬히 던지면서 고속 연속 비디오 촬영으로 시간별 공의 위치를 파악하고 변위, 속도, 가속도를 구한다.
주의사항 : 공의 출발점, 정점, 도착점을 잇는 삼각형의 질량중심의 수평선상에카메라를 설치하라. 또 카메라 설치위치를 공에서 멀리하고 카메라 줌을 당겨서(줌인) 촬영하라. 그래야만 카메라의 광학적인 오차가 최소가 된다.
카메라를 삼발이 내장 수준기(물방울)을 보면서 수평을 잘 맞추어 설치하라. 그래야만 포사체의 수평 및 수직과 촬영 결과비디오의 x축 및 y축이 서로 일치하게 된다.
2) 촬영한 비디오를 Logger Pro 3의 “비디오 분석법”으로 공의 운동을 분석한다.
농구공의 전체 이동을 확인하고 나서 공의 출발 시간에 두라.
공의 포물선운동을 Curve Fitting 하여 그 특성을 분석한다. 툴바의 2번째 메뉴인 ”Add Point" 모드를 선택하고 매 프레임마다 비디오의 공의 위치를 마우스 클릭으로 피 측정 공의 위치의 실험값을 샘플링(sampling)한다. 클릭할 때 마다 Logger Pro 3 주 화면의 왼쪽 데이터표창에 데이터가 기록되고 동시에 오른쪽 그래프 창에는 샘플링 점으로 표시될 것이다. 공의 출발 시작에서 2번째 실험자 손에 닿기 직전까지만 샘플링하라.
3) 앞에서 얻어진 데이터와 그래프에서 변위의 수직 방향 성분 y(t)을 분석한다. “Analyze" → "CurveFitting" → "VideoAnalysislY" → "Define Function"에서 함수 Bt-1/2*gt^2를 입력하여 실험값을 이함수로 fitting한다. Fitting의 일치되는 정도로부터 수직방향 변위가 시간 제곱항과 시간 비례항으로 구성되어 있음을 확인하라. 즉 식 (*3.8)을 만족함을 확인하라. Fitting된 결과 추출된 초기속도의 수직 성분 과 중력가속도 크기 g는 얼마인가?
4) 앞에서 얻어진 데이터와 그래프에서 변위의 수평 방향 성분 x(t)을 분석한다. “Analyze" → "Curve Fitting" → "VideoAnalysislX" c "Define Function"에서 함수 At를 입력하여 실험값을 이 함수로 fitting한다. Fitting의 일치되는 정도로부터 수평방향 변위가 시간 비례함을 확인하라. 즉 식 (3.7)을 만족함을 확인하라. fitting된 결과 추출된 초기속도의 수평 성분 는 얼마인가?
5) 앞에서 얻어진 데이터에서, 그래프의 가로축으로 시간 축 대신에 x축 즉 변위의 수평성분으로 교체하고 y축은 변위의 수직성분으로 선택하여 그래프를 얻는다.
이 그래프에 대하여 “Analyze" → ”Curve Fitting" → "Quadratic" 함수 BX+AX^2로 curve fitting하여 공의 궤적이 포물선이 됨을 확인하다. 추출된 파라미터 B값과 A값을 제시하고 식 (3.9)를 만족함을 보여라.
6) 앞의 분석 결과로부터 초기속도 , 수평에서 초기 들린각 를 구하라. 이 값들로부터 정점의 높이 h 식 (3.10) 와 투척거리 R 식 (3.11)을 계산하고 측정결과(L:ogger Pro 3의 기본분석법 중의 “Interpolate"와 ”Examine" 기능 활용)와 분석(상대오차 포함)하라.

키워드

최신 기초전자물리학실험1 (기물1) 3장 예비 보고서 ,   포물체 운동,   운동체의 변위