[일반물리실험1] 1. 속력 측정

소개글

[일반물리실험1] 1. 속력 측정에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 실험 과정
3. 실험 결과
4. 토론

본문내용

된 매뉴얼과 달리 요철이 바뀌는 레일이 아닌 기울기를 최대한 일정하게 만든 레일에서 측정함
* 레일 위에서 측정한 실험
실험 결과를 표로 정리하면
시간
(s)
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
1.1
1.2
위치
(cm)
44.5
43.5
42
40
37.5
34.5
31
27.5
24
20
15.5
10.5
5.5
간격
(cm)
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
3.5
3.5
4.0
4.5
5.0
5.0
속력
(m/s)
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.35
0.35
0.4
0.45
0.5
0.5
실험 결과를 위치-시간 그래프와 속력-시간 그래프로 정리하면
최소 간격은 0cm, 최대 간격은 5cm라는 것을 알 수 있다.
그래프를 통해, 비교적 기울기가 작았던 0.55s ~ 0.85s 사이를 제외하고는 각 시간 간격마다 속력이 약 0.05m/s씩 늘어나는 등가속도 운동을 했다는 것을 알 수 있다.
→ 레일 중간에 비교적 기울기가 일정하지 않은 부분이 있어 실험의 정확도가 떨어진다는 것을 깨달았고, 이후 측정 정확도를 더욱 높이고자 평평하고 약간 기울어진 테이블 위에서 가속 운동 실험을 진행했다.
* 기울기가 일정한 테이블 위에서 측정한 실험
실험 결과를 표로 정리하면
시간
(s)
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
위치 (cm)
9
9.7
10.6
11.5
12.7
14
15.5
17.1
18.7
간격
(cm)
0.7
0.9
0.9
1.2
1.3
1.5
1.6
1.6
속도
(m/s)
0.07
0.09
0.09
0.12
0.13
0.15
0.16
0.16
실험 결과를 위치-시간 그래프와 속도-시간 그래프로 정리하면
최소 간격은 0.7cm, 최대 간격은 1.6cm라는 것을 알 수 있다.
아쉽게도 테이블 곳곳에 흠집이나 요철이 있어서 실험 결과가 다소 정확하지 않았다.
③ Photo-Gate를 사용한 속력 측정
(1) 실험 방법 : 가속 운동 실험에서 사용했던 레일 위에 포토게이트를 설치해 특정 구간의 평균 속도를 구하고 2번째 실험의 데이터와 비교해 실험의 정확도를 확인함
ㄷ자 형태로 생긴 두 gate와 디지털 타이머를 전선잭으로 연결한다. gate A, B를 적당한 간격으로 놓고 공을 통과시키면, 타이머가 두 gate를 지날 때의 시간차를 표시해준다. 타이머에 여러 가지 모드가 있으니, 어떤 모드를 사용해야 할지 살펴보라. 각 측정 모드의 특징을 알게 되었다면 보고서에 기록해둔다.
gate A, B를 놓고 손가락을 통과시켜 시간차가 올바로 측정되는지 시험해본다. (gate내에 물체가 들어왔을 때 붉은 LED가 점등이 되어야 한다. 만일 LED가 점등되지 않는다면 케이블 등을 살펴보고 그래도 문제가 해결되지 않으면 조교에게 알린다.)
실험 결과를 표로 정리하면
3. 실험 결과
실험 전에 실험 방법을 제대로 숙지하지 못해서 어려움을 겪었지만, 이번 실험을 통해서 스마트 폰의 연속촬영 카메라를 이용한 속력 측정이 가능하다는 것을 알게 되었습니다. 특히, 등속 운동 실험 결과 데이터를 그래프로 나타냈을 때 꽤 일정한 속도 데이터가 측정되었다는 것을 보고 정확도가 높은 수준이라는 것도 알게 되었습니다. 또한, 실험을 통해 포토게이트를 이용하여 속력을 구하는 방법을 새롭게 배울 수 있었습니다.
4. 조별 토론
물체의 이동 거리를 측정하기 위해 카메라로 사진을 찍을 때, 사진 사이의 간격을 알기 위해서 0.01초까지 표시되는 핸드폰 시간을 찍어 보았지만 일정하지 않았습니다. 조원들과 토론 한 결과, 화면 주사율이 60Hz이기 때문에 이러한 현상이 일어나는 것 같다는 가설을 세웠습니다. 그 후 화면 주사율이 120Hz인 화면을 이용해 사진을 찍으니 더 일정하게 나온다는 것을 알게 되었고, 이 방법으로 실험을 진행했습니다.
또한, 포토 게이트의 정확한 사용법을 숙지하지 못하고 실험에 참여했기 때문에 큰 어려움을 겪었습니다. 이로 인해 매뉴얼에서 요구하는 사항과는 다른 데이터를 수집할 수밖에 없었고, 이 데이터를 어떻게 활용해야 할지 조원들과 토론했습니다. ( 그 결과가 3번 실험 )
다음 실험부터는 예비보고서를 작성할 때 처음 사용해보는 실험도구나 처음 접해보는 이론을 이용할 때는 정확한 실험 방법을 숙지해온 뒤 실험에 참여해야겠다고 다짐했습니다. 첫 실험인 만큼 미숙했고 상당히 아쉬운 부분이 많았으나 다음 실험부터는 더욱 적극적이고 능숙한 태도로 실험을 진행하려고 합니다.

키워드

일반물리실험,   속력 측정