실험보고서 - 갈릴레오 실험과 경사면에서 중력가속도 측정

소개글

실험보고서 - 갈릴레오 실험과 경사면에서 중력가속도 측정에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

.956
1.002
0.983
4
21cm
1m
0.21
1.359
1.366
1.401
1.375
5
25cm
1m
0.25
1.714
1.758
1.701
1.724
<당구공 그래프>
시도 - 1
시도 - 2
시도 - 3
시도 - 4
시도 - 5
결과 분석
1. 위의 결과 값의 각 지점의 속도의 변화를 계산한다.
2. 원리에 설명된 갈릴레오의 정의가 실험한 결과를 토대로 맞는지 설명해 보아라.
→ 갈릴레오는 경사면을 내려가는 공의 속도는 일정하게 증가한다고 하였으나 실제 실험에서는 속도가 증가하는 것이 일정하지 않다.
3. 경사면을 따라 움직일 때 가속도가 일정하다는 갈릴레오의 가정이 타당한지 설명해보아라.
→ 이론상으로는 갈릴레오의 가정이 타당하나 실제 실험에서는 주변 환경 때문에 갈릴레오의 가정이 타당한지는 알 수가 없으나 갈릴레오의 가정은 타당하다. 왜냐하면 물체가 경사면을 내려갈 때는 일정한 중력의 힘을 받기 때문에 일정한 가속도의 그래프가 그려져야 한다.
4. 아래 식을 이용하여 평균 가속도를 구하여 보아라.
5. 시간 대 거리 그래프를 보았을 때 시간과 속도 그래프의 기울기를 맞추기 위한 상수c는 얼마나 되겠는가?
→ 시간 대 거리 그래프에서 그래프의 기울기가 결국엔 상수c 이므로 상수c는 1.079이다.
6. 시간과 속도 그래프의 곡선에 가장 잘 맞는 함수가 있는가? 이 그래프에서 기울기는 무엇을 의미하는가? 그것의 단위는 무엇인가?
→ 갈릴레오의 실험은 등가속도 운동을 한다. 이 운동의 속도는 v=at 식을 따르고 가속도 a = gsinθ로 구할 수 있기 때문에 v = gsinθt 함수 그래프를 따른다. 여기서 기울기 gsinθ는 물체의 가속도를 의미하고 단위는 m/s2이 된다.
7. 삼각법을 사용하여 데이터 표에 있는 x, h(높이) 값에 해당하는 기울기 sin 값을 계산하시오.
→
8. 각 기울기에서의 가속도 값에서 중력가속도를 계산해 보시오.
테니스공
h = 9cm
g = 3.944m/s2
h = 13cm
g = 4.346m/s2
h = 17cm
g = 4.4m/s2
h = 21cm
g = 5.071m/s2
h = 25cm
g = 5.608m/s2
당구공
h = 9cm
g = 6.6m/s2
h = 13cm
g = 6.446m/s2
h = 17cm
g = 5.782m/s2
h = 21cm
g = 6.547m/s2
h = 25cm
g = 6.896m/s2
9. 추정 값이 자유낙하 가속도(g=9.8m/s2)와 잘 맞는가?
→ 높이가 높을수록 중력가속도의 값이 9.8m/s2에 근접해 지는 듯하였으나, 빗면과의 마찰과 공기의 저항과 그리고 완전한 자유낙하가 아니기 때문에 9.8m/s2 과 맞지 않는다.
고찰
◈ 고찰의 내용에 다음의 내용을 포함하여 기술하시오.
실험 오차 : 갈릴레오의 가정에서 나온 이론값과 실제 측정한 값과 상당한 오차가 있었다. 그리고 경사면을 손으로 잡고 있어서 각도가 정확히 한다고 해도 오차가 발생 할 수밖에 없다.
오차 원인 : 공이 미끄러져 내려오는 빗면과 공과의 마찰력과 공기에 대한 저항과 손 떨림과 같은 점 때문에 오차가 발생하였다.
개선 방법 : 빗면이 좀 더 매끄러운 것을 사용하고 공도 겉이 매끄러운 것을 사용해 마찰을 줄인다.
※ 구간 선택 이유
처음 시작할 때 그래프를 보고 공을 놓는 순간을 정확히 한다 해도 1초 정도의 오차가 발생한다. 그래서 그 부분의 속도는 0이 나오고 공이 굴러가기 시작한 부분부터 속도가 증가하다가 레일을 다 내려간 다음엔 공이 정지하므로 속도가 0이 나온다. 그러므로 가속도를 측정하기 위해서는 속도가 일정하게 증가하는 부분의 구간을 정해 그 부분을 계산 하여야 한다.

키워드

실험보고서,   갈릴레오 실험과 경사면에서 중력가속도 측정,   수학관계,   가속도,   공의 경사각