[일반물리실험] 포사체 운동 - 중력을 바탕 포물선 운동하는 포사체의 운동을 수평방향과 수직방향의 운동으로 나누어서 다루고 위치에너지와 운동에너지의 보존을 이해한다

목차

1.실험목적

2.실험이론

3.기구 및 장치

4.실험방법
　(1) 포물선 운동
　A. 공의 초기속도 결정
　B. 발사각에 따른 비행거리의 변화 - 포물선운동

5.결과 및 오차 해석
　A.공의 초기속도 결정
　B. 발사각에 따른 비행거리의 변화 - 포물선운동

본문내용

가 된다.
비스듬히 던져 올린 물체의 운동 공식은
①t 초 후의 속도
: 속도 v로 수평과 θ각도록 던졌을 때
v = v cosθ , v = v sinθ - gt
∴ v =
②t 초 후의 위치
x = v cosθ t , y = v sinθ- gt²
③운동 경로의 식
②의 식에서 t를 소거하면 t 는 t = 이므로 이를 대입하면
y = tanθ x - g(물체는 위로 볼록한 포물선 운동을 한다.)
④ 최고점 도달 시간
: 최고점에서 연직 방향 속도 성분은 0 이다.
v = v sinθ-gt = 0
t =
⑤최고점의 높이
: 연직 위로 던진 운동 관계식을 갖고 구한다. 최고점에서의 속도는 0 이므로
0 - (vsinθ)²= -2gt
h =
⑥수평 도달 거리
: 수평 방향은 등속 운동이므로 수평 도달 거리는 초속도 x 비행 시간으로 구할수 있다. 비행 시간은 최고점 도달 시간의 2배이다.
R = vcosθ × =
(수평 도달 거리는 sin2θ에 비례하므로 초속도 v로 θ 의 경사각으로 던졌을때나 같은 초속도로 90 - θ 경사각으로 던졌을 때나 수평 도달거리는 같다)
♣ 공을 비스듬히 던져 멀리 가게 하려면?
·던지기 직전 큰 힘을 가해야 한다. 즉, 초속도를 크게 해 주어야 한다.
·수평과 45。로 던져야 한다. 45。일 때 값이 최고이기 때문이다.
·가능한 한 높은 위치에서 던진다.
·공을 회전시키지 않아야 한다.
발사각 횟수
1
2
평균
15°
139
130.5
134.75
30°
252.2
255.6
253.9
45°
301.1
300
300.55
60°
250.0
253.5
251.75
75°
165.3
165.7
165.5
90°
165.7
173.5
169.6
험결과 이론상 값이 다르게 나온 이유를 생각해본 결과 우선 공이 먹지위에 떨어지면서 그
충격에 의하여 떨어진 위치를 측정하는 종이를 움직이게 하였고 정확하게 측정하자면 발사
높이와 떨어지는 높이가 같아야하지만 발사대의 발사높이가 떨어지는 지점의 높이와 차이가
있었기 때문에 실험 오차가 생긴 것 같다
♣ 발사각에 따른 도달거리의 변화를 보여주는 그래프는 포물선그래프이다. 어떤 각도에서
쏘아 올리더라도 중력이나 공기의 저항이 없다면 시간차는 있겠지만 올라가는 높이는 똑같
다. 그러나, 높이가 달라지는 이유는 중력과 공기의 저항을 받기 때문인데 수직벡터 성분
의 반대방향으로 중력의 영향에 의해 점점 힘이 상쇄되어 아랫방향으로 바뀌어져 낙하한다.
따라서 이러한 순간의 운동방향을 이어보면 포물선 모양이 나오게 된다. 어느정도 높이 이
상 올라가지 못하고 포물선을 그리며 낙하한다. 각도가 작아질수록 올라가는 높이와 소요시
간은 점점 작아지는 것이다.(포사체운동이란 물체를 지표면에 대해 일정한 각도(수직은 아
님)로 던진 경우의 물체의 운동을 말하며, 물체의 초기속도는 연직성분과 수평성분으로 분
해할 수 있고, 중력의 영향을 받아 속도가 변하는 것은 연직성분 뿐이고 수평방향으로는 등
속도 운동을 한다. 포사체 운동을 하는 물체의 운동궤적은 \'포물선\'이 된다.)

키워드

포사체,   일반물리실험,   포사체 운동 ,   실험,   운동에너지,   위치에너지