[일반물리학실험] (결과) <4>중력 가속도

소개글

[일반물리학실험] (결과) <4>중력 가속도에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험방법
2. 측정값
3. 실험결과
4. 결과에 대한 논의
5. 결론
6. 참고문헌 및 출처

본문내용

대한 설명은 물체1과 동일하다.
4. 결과에 대한 논의
이번 실험은 중력 가속도를 알아보는 실험이다. 이론 상 질량에 관계없이 낙하하는 모든 물체는 가속도가 중력가속도 로 낙하한다.
실험 1은 상대적으로 가벼운 물체(3.5g)를 낙하 시켜 낙하 거리에 따른 낙하시간을 측정, 기록하여 최종적으로 중력 가속도를 구하는 실험이고, 실험 2는 상대적으로 무거운 물체(46.0g)를 낙하 시키는 실험이다.
실험 1의 그래프 1에서 평균 낙하시간은 두 낙하구간 사이의 평균 시간이고, 평균 낙하속도 는 두 낙하구간 사이의 평균 속도이다. 그래프 1은 의 관계 그래프이다. 그러므로 최소제곱법으로 구한 추세선의 기울기는 중력가속도 이다. 실험 중력가속도 이고, 상대오차는 11.2%이다. 그래프 2는 의 관계 그래프이다. 그러므로 최소제곱법으로 구한 추세선의 기울기는 역시 중력가속도 이다. 실험 중력가속도 이고, 상대오차는 9.2%이다.
실험 2의 그래프 3은 그래프 1과 동일한 유형의 그래프이고 실험 중력가속도 , 상대오차는 2.04%이다, 역시 그래프 4는 그래프 2와 동일한 형태이고 실험 중력가속도 , 상대오차는 1.02%가 나왔다.
실험 결과에서 볼 수 있듯이 무거운 물체를 가지고 실험을 한 실험 2가 오차가 적었고, 실험 1은 실험 2보다 가속도가 작게 나왔다. 원인을 분석해보면 이론 상 낙하하는 모든 물체는 질량과 관계없이 동일한 중력가속도가 작용하므로 같은 높이에서 낙하 시간은 같지만, 실제로 물체는 낙하 하면서 공기저항을 받기 때문에 가벼운 물체는 상대적으로 더 늦게 떨어진다. 실제로 실험을 하면서도 낙하거리 가 높아지니 물체 1은 낙하하면서 낙하 방향이 틀어지는 것을 볼 수 있었고 이것을 보고 공기의 영향을 받는 것을 알 수 있었다. 그래프 모양을 보더라도 그래프 1은 그래프 3에 비해서 변동이 큰 걸로 보아 공기 저항을 많이 받았다고 볼 수 있다. 그러므로 가벼운 물체는 낙하하는 동안 공기 저항을 받아 낙하시간 t가 이론보다 길어져 가속도가 작게 측정되어 오차가 크게 발생함을 알 수 있다.
실험 각각의 오차요인으로는 낙하거리 를 측정 하는 데 있었다. 에 맞게 을 줄자로 측정하여 실험을 하였지만 줄자로는 정확히 이 에 정확히 부합 할 정도로 측정 하지는 못한다. 눈금을 읽는 과정이나 줄자의 휘어짐, 줄자가 정확히 지면과 수직을 이루지 못하고 기울어지는 요인들이 있다.
실험의 오차를 줄이기 위해서는 어느 정도 무게가 나가는 물체를 이용하여 실험을 하고 낙하거리 를 정확히 측정해야한다,.
5. 결론
이론 상 자유낙하 하는 모든 물체는 중력가속도 라는 동일한 가속도가 작용 하므로 물체의 무게와는 상관없이 같은 높이에서의 낙하 시간은 같다. 하지만 실험 1과 실험 2의 비교를 통해 실제로는 공기저항 때문에 물체의 무게가 상관있음을 확인하였다.
실험 1 3.5g의 물체를 낙하 한 실험에서 그래프 1과 그래프 2의 추세선의 기울기를 통해 구한 실험 중력가속도 는 , 로 측정 되었고, 각각 실제 중력가속도와의 상대오차는 11.2%, 9.2%이다.
실험 2 46.0g의 물체를 낙하 한 실험에서 그래프 3과 그래프 4의 추세선의 기울기를 통해 구한 실험 중력가속도 는 , 로 측정 되었고, 각각의 상대 오차는 2.04%, 1.02%가 나왔다.
이번 실험에서의 오차요인으로는 낙하 물체의 무게와 낙하거리 의 측정과정 상 생기는 오차가 있었고, 이 요인들을 보정하면 이론 중력가속도 에 근접한 실험결과를 얻을 수 있다,
6. 참고문헌 및 출처
부산대학교 물리학교재편찬위원회, 『일반물리학실험』, 청문각
Raymond A.Serway, Chris Vuille 원저, 『일반물리학』, 북스힐

키워드

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