[일반물리학실험] 중력가속도 - 자유 낙하 운동 예비&결과보고서

소개글

[일반물리학실험] 중력가속도 - 자유 낙하 운동 예비&결과보고서에 대한 보고서 자료입니다.

목차

예비보고서
1. 목적
2. 이론
3. 실험 장치
4. 실험 방법
5. 주의 사항

결과보고서
4. 실험값 및 계산
5. 결과 분석 및 토의

본문내용

cm 기준자를 공이 운동하는 평면상에 위치하도록 둔다. 이때 기준자가 공의 궤적을 가리지 않되, 카메라에는 잡히도록 해야 한다.
3) 촬영시작 버튼을 누르고 발사장치를 이용해 공을 발사, 낙하시킨다. 공이 바닥에 떨어지면 촬영을 종료시킨다.
4) 촬영이 종료되면 왼쪽 상단의 분석버튼을 눌러 비디오 분석으로 넘어간다.
<비디오 분석(수동)>
※ 자유낙하 실험의 경우 물체의 최고속도가 빠르기 때문에 자동분석보다는 수동분석을 추천한다.
1) 프로그램의 스케일바의 양끝을 50cm기준자의 주황색 부분 정 중앙에 맞춰준다. 그 후 1.00m로 설정되어 있는 척도를 0.50m로 바꿔준다.
2) 오브젝트 생성버튼을 통해 Object#1과 Object#2를 설정하고, Object#1을 선택한다.
3) 좌표축을 적절한 위치로 이동, 회전시킨다.
4) 화면상에서 물체의 위치를 클릭하면 십자 모양으로 물체의 좌표가 기록되고, 자동으로 다음 프레임으로 넘어간다. 물체가 화면상에서 사라질 때까지 화면상의 위치를 클릭해준다.
5) 위치를 다 찍고 나면 Object#2를 선택하여 두 번째 공을 위치 좌표도 지정한다.
<비디오 분석(자동)>
※ 주기운동들은 자동분석으로 하였을 때 비교적 결과가 잘 나오는 편이다.
1~3) 수동분석과 같다.
4) Object#1이 선택된 상태로 자동분석 버튼을 누르면 아래와 같이 노란원이 나타난다.
5) 추적하고자 하는 물체에 맞춰 원의 크기를 조절한 뒤, 위에 올리고 Start 버튼을 누르면 자동으로 좌표를 추적한다.
6) Stop 버튼을 누르거나, 영상이 끝나거나, 프로그램이 화면에서 물체를 놓치면 추적이 일시정지된다.
7) 물체가 화면 밖으로 나가거나, 바닥위 튕겨지거나, 프로그램이 물체를 놓치는 등의 이유로 마지막 몇 개의 좌표는 잘못 찍히게 된다. Done버튼을 눌러 추적을 종료하고, Delete Active Point(현재 프레임의 위치좌표 제거)기능을 이용하여 잘못된 좌표를 제거한다.
8) Object#2로 전환하여 위의 과정을 반복한다.
<데이터 분석>
1) 우측 메뉴에서 Graph와 Table을 더블클릭, 또는 드래그하여 그래프 창과 표 창을 연다.
2) y축에 Object#1 또는 Object#2의 y좌표, 또는 x좌표를 넣어서 그래프를 그려본다.
3) 표에 필요한 만큼 열을 추가하고 각 열마다 시간, 좌표 등의 데이터를 선택하여 표를 만든다.완성된 표는 복사하여 엑셀에 붙여넣어 저장한다.
< 추가실험 >
받침대의 높이와 발사속도를 변경하여 2회 더 실험한다.
5. 주의 사항
1) 공을 분실하지 않도록 주의한다.
2) 공의 위치를 찍을 때, 공의 잔상의 앞부분을 기준으로 할지, 뒷부분을 기준으로 할지 정하여 일정하게 찍는다.
3) 최대한 피사체 가까이에서 촬영하고 카메라와 두 피사체의 거리가 일치하도록 카메라 설치에 유의한다.
4) 색구를 장치에 올려놓을 시 되도록 장치의 가장자리에 위치할 수 있게 하여 오차를 줄일 수 있도록 한다.
물리학및실험1 결과보고서
실험제목
보고자
소속
이름
보고일자
※ 1.실험목적 ~ 3.방법 부분은 매뉴얼과 다른 내용으로 기록하고자 할 때만 기록하고, 기록내용이 없을 시 삭제.
1. 실험 목적
2. 이론 요약
3. 방법 요약
우선 주어진 시간을 일정한 구간으로 나누고 구간별 평균 속도를 구한 뒤, 구간별 평균속도를 구간의 중점에서의 속도 값으로 대입하여 시간-속도 그래프를 그린다. 그후 시간-속도 그래프에서 중력가속도가 직선의 기울기에 대응함을 이용하여 중력가속도를 구한다.
4. 실험값 및 계산
1) 측정값-1
시간(sec)
x방향 이동거리(m)
y방향 이동거리(m)
피사체1
피사체2
피사체1
피사체2
0.080
0.01
0.02
0.03
0.02
0.176
0.02
0.05
0.10
0.09
0.256
0.03
0.07
0.17
0.17
-그래프를 엑셀을 이용하여 그리세요. (x-t 그래프, y-t 그래프)
<피사체 - 1>
<피사체 - 1>의 중력가속도
측정
빨간색
노란색
초록색
평균
중력가속도
m/s)
9.84
9.38
8.13
9.12
<피사체 - 2>
<피사체 - 2의 중력가속도>
측정
빨간색
노란색
초록색
평균
중력가속도
m/s)
9.84
6.25
7.33
7.81
2)계산-1
피사체1의 x방향으로의 속도 : 0.12m/s
피사체2의 x방향으로의 속도 : 0.26m/s
피사체1의 중력가속도 : 9.12m/s
피사체2의 중력가속도 : 7.81m/s
3) 측정값-2
시간(sec)
x방향 이동거리(m)
y방향 이동거리(m)
피사체1
피사체2
피사체1
피사체2
0.048
0
0.02
0.01
0.01
0.096
0
0.04
0.03
0.04
0.144
0
0.06
0.06
0.06
-그래프를 엑셀을 이용하여 그리세요. (x-t 그래프, y-t 그래프)
4)계산-2
<피사체 - 1>
<피사체 - 1>의 중력가속도
측정
빨간색
노란색
초록색
평균
중력가속도
m/s)
10.42
8,66
8.68
9.25
<피사체 - 2>
<피사체 - 2>의 중력가속도
측정
빨간색
노란색
초록색
평균
중력가속도
m/s)
10.42
11.57
8.66
10.21
피사체1의 x방향으로의 속도 : 0m/s
피사체2의 x방향으로의 속도 : 0.42m/s
피사체1의 중력가속도 : 9.25m/s
피사체2의 중력가속도 : 10.21m/s
5) 평균값
피사체 1의 평균 중력가속도: 9.19m/s
피사체 2의 평균 중력가속도: 9.01m/s
5. 결과 분석 및 토의
높이 약 0.57m에서 두 공을 떨어뜨렸을 때 촬영한 동영상을 분석하여 중력가속도를 계산해보았다. 첫 번째 시행에서는 가장 약한 강도로 설정하여 낙하를 시켜보았고, 두 번째 시행에서는 강도를 높여서 실험하였다. 그 결과, 피사체2의 x방향으로의 값이 첫 번째 시행보다 빠르게 나왔다. 결과적으로 피사체1의 평균 중력가속도는 9.19m/s였고 피사체2는 9.01m/s였다.위도35도에서 표준중력가속도가 9.79m/s을 생각했을 때, 피사체1은 0.6m/s, 피사체2는 0.78m/s 정도의 오차가 발생하였다. 프레임의 수가 적고 점을 찍은 위치가 정확하지 않아서 오차값이 크게 발생한 것 같다.

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일반물리학실험,   중력가속도,   자유낙하운동,   결과보고서