자유낙하 예비- 결과 보고서

소개글

자유낙하 예비- 결과 보고서에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1.실험목적
2.이론 및 원리
3.실험장비 및 기구
4.실험방법
5.실험결과
6.결론 및 토의
7.Reference

본문내용

때와 반대 방향이므로 이다.
최고점에서 방향이 바뀌어도 가속도는 항상 -g이다.
초속도로 아래로 던져져서 중력을 받으면서 낙하하는 운동을 말하며 공기의 저항을 무시하면 가속도는 중력 가속도이다. 이 운동 또한 중력 가속도이다
① 연직 하방으로 던진 물체의 운동 공식
등가속도 운동 공식에서 a 대신 g를 대입하면 된다.
x성분이 초기속도 의 속도를 가지고 떨어지는 물체의 운동의 경우, 이 운동은 x성분과 y성분을 나누어서 구한다. X방향의 경우 아무런 힘도 작용하지 않아서 초기속도 를 계속 유지하므로 등속운동을 하게 되고 Y방향으로는 중력가속도가 작용하므로 등가속도 운동을 하게된다.
Y를 x에 대해 정리하기 위해 t를 정리하면
3. 실험기구 및 장치
①I-CA system
②자유낙하 실험장치
4. 실험방법
① 실험장치를 준비, 설치한다. 이때 자유낙하 낙하체와 낙하체를 관찰하는 카메라 사이의 거리는 3~4m 정도 떨어지게 장착하여야 한다. 장치를 구성할 때 실험의 정밀도를 향상시키기 위해 암막 스크린을 사용하면 좋다.
② I-CA 시스템을 구동하고 표준자를 이용하여 좌표계를 설정한다.
③ 낙하장치에 낙하체를 장착하고 낙하준비가 끝나면 카메라 캡처를 시작한다.
④ 낙하장치의 버튼을 눌러 낙하체를 낙하시키고 낙하체가 바닥에 도달할때까지 영상을 캡쳐한다.
⑤ 분석메뉴를 실행하고 낙하체의 시간에 따른 좌표를 구한다.
⑥ Y-t그래프, 2차 추세선 기능을 이용하여 그래프및 추세선의 식을 구한다.
⑦ 추세선과 이론식을 이용하여 중력가속도를 구하고 비교해본다.
4. 실험결과
자유낙하체의 질량
44.5g
구분
항목
수치
자유낙하운동
추세선식(T-Y)
중력가속도
982.16
중력가속도 오차
0.220%
5. 결론 및 토의
이번 자유낙하실험은 매우 성공적이었다. 다른 실험조에서 얻지 못한 9.8대의 가속도 수치가 나왔기 때문이다. 물론 처음 실험 했을때는 옆의 그래프를 보면 알겠지만 가속도가 10.8 이라는 엄청 높은 수치가 나왔었다. 그 이유를 분석해보았다. 분석을 깨달은 사실은 바로 카메라의 구도가 키포인트였다는 것이다. 공의 움직임은 카메라의 구도에 따라 다르게 인식 된다. 그렇기 때문에 카메라의 높이와 각도를 잘 맞춰서 자유낙하 실험에 응해야 한다. 옆 그래프의 결과값이 나올때의 실제 운동 사진을 한번 보겠다.
왼쪽 사진을 보면 알겠지만 카메라의 구도가 성공적이었던 실험과는 좀 다르게 잡혀있는걸 확인할수 있다. 일단 카메라가 정면으로 낙하기구를 찍지 않고 있으며 카메라의 각도는 좀 올라가있다. 어찌보면 쉽게 지나칠수 있는 이런 사소한 카메라의 구도가 이런 엄청난 오차를 만들어 버린 것이다.
그렇기에 앞으로 아이카 실험에서 가장 먼저 체크 해야할 것은 카메라의 구도를 잡는것이라고 해도 과언이 아니라고 생각한다.
마지막으로 성공한 실험의 결과값을 분석 하자면 일단 추세선식이 이 아니라 인 형태를 볼수 있다. 이 이유는 실험 분석을 할때 공이 떨어지고 나서 바로 직전후의 모습을 담았기 때문에 공이 조금 이동하여 가 추가 된 것이고 에서는 속도가 0이 아니기 때문에 가 생긴거라고 확신을 한다.
어쨌든 실험결과값이 9.8m/s에 아주 근접한! , 단위를 cm에서 m로 바꾸고 소숫점 자리를 반올림하면 9.8이 되는!, 그리고 실제로는 오차가 0.2%밖에 안되는 성공적인 실험을 해서 뿌듯하고 보람감을 느낀다.
6. Reference
http://mulinara.net/physics/
http://www.n2n.pe.kr/php/pds/hviewbody.html?code=pds3&page=1&number=39&menu_n2=3&sub_k=3&keyfield=&key=
일반물리학1.

키워드

자유낙하,   중력,   예비,   결과,   중력가속도,   물리실험,   자유낙하운동