(결과) 실험 1-1. 낙하운동과 중력가속도 측정

소개글

(결과) 실험 1-1. 낙하운동과 중력가속도 측정에 대한 보고서 자료입니다.

목차

5. 실험 결과
　1) 피켓펜스 5cm (h₀ = 0cm, 20cm)
　2) 피켓펜스 4cm (h₀ = 0cm, 20cm)

6. 결과 분석 및 토의∙건의사항

7. 참고문헌

본문내용

실험 1-1. 낙하운동과 중력가속도 측정
(결과보고서)
5. 실험 결과
1) 피켓펜스 5cm (, )
◎ Using the Least Square Method
다음 주어진 식들을 이용하여 계산한 결과이다.
, , ,
위의 주어진 식과 [Table 5.1.2]를 이용하여 정리하면 다음과 같은 결과를 얻을 수 있다.
(Excel 표에 표기된 t^2는 을 의미하며, t*v는 을, t_bar는 , v_bar는 을 의미한다.)
2) 피켓펜스 4cm (, )
◎ Using the Least Square Method
피켓펜스가 5일 때와 같은 식으로 정리하면 다음과 같은 결과를 얻을 수 있다.
6. 결과 분석 및 토의건의사항
- 그래프와 표를 이용하여 Least Square Method를 사용한 결과, 피켓펜스가 5일 때에는 비교적 정확한 값을 얻을 수 있었다. 결과는 [Table 6.1]과 같다. 오차의 절댓값()과 상대오차는 다음과 같이 구하였다.
오차의 절댓값, =참값과 결과 값의 차
상대오차 = {(참값)}100(%)
피켓펜스 5
결과 값
참값
오차의 절댓값,
상대오차(%)
9.685282194
9.8
0.114717806
1.171
9.763437799
9.8
0.036562201
0.373
같은 방법으로 피켓펜스가 4일 때를 구하면 [Table 6.2]를 얻을 수 있다.
피켓펜스 4
결과 값
참값
오차의 절댓값,
상대오차(%)
5.169143687
9.8
4.630856313
47.254
6.55980511
9.8
3.24019489
33.063
피켓펜스가 4일 때의 결과에 오차가 상당히 컸는데, 실험 후에 데이터를 정리하다가 기존에 Band Spacing 세팅을 0.05에서 0.04로 바꾸는 작업을 수행하지 않고서 실험을 진행했다는 점을 알아챘다. 이 과정에서 실제로 4인 피켓펜스를 컴퓨터는 5로 인식하고서 실험을 진행했으므로 예상되었던 결과보다 속도가 느리게 측정되었고, 고스란히 이 점이 가속도 측정에 영향을 주어 상당히 작은 가속도 값이 산출되었다. 이는, 포토게이트는 피켓펜스가 지나면서 처음으로 검은 부분을 지날 때를 읽어서 그래프에 점으로 나타내고 그 다음 검은 부분을 지날 때를 읽는 동안까지의 거리를 측정하고 그때까지의 걸린 시간을 이용하여 속도와 가속도를 산출해내서 표시해주는데, 입력한 피켓펜스의 길이를 잘못 입력한다면 실제로는 4을 지나는데 세팅은 5로 되어있으므로 실제 길이보다 더 길게 인식을 한 결과로 나타나는 것이다.
허나, 만약 실제로 세팅을 제대로 하였다하더라도 정확한 참값은 얻기 힘들 것이다. 그 요인 중의 하나로는 실험하는 과정에서 포토게이트와 피켓펜스가 정확히 수직을 이루면서 떨어질 수가 없기 때문일 것이다. 포토게이트의 센서와 피켓펜스 사이에 일정한 각도가 이루어지면 설정했던 피켓펜스의 길이와 실제로는 다른 길이만큼의 거리를 지나게 되고(이 길이는 좀 더 길게 측정될 것이다.), 앞의 결과에서 볼 수 있듯이 참값()보다 작은 값으로 측정될 것이다. 포토게이트 위에 각도기가 달린 지지대를 설치하고, 자유낙하가 아닌 다른 힘이 작용하지 않도록 코크를 열고 닫는 형식으로 만든다면 좀 더 정확한 실험을 할 수 있을 것이라고 생각된다.
또한, [Table 6.1]에서 볼 수 있듯이 초기 높이가 낮았을 경우보다 높았을 경우가 보다 정확한 값을 얻을 수 있었는데, 이는 초기 높이가 더 높을 경우 가속이 더 된 상태로 포토게이트를 지나치게 되므로 초기 높이가 포토게이트와 같은 위치에 있을 때보다 높은 가속도로 지날 수 있다는 것을 알 수 있다.
7. 참고문헌
§ http://phylab.yonsei.ac.kr/
§ http://moolynaru.knu.ac.kr/high_phy_ii/main.htm
§ ‘교과서 과학이론 이렇게 만들었다 1권’ (출판사 : 벽호)

키워드

물리실험결과,   자유낙하,   중력가속도,   결과보고서