[한양대 에리카 A+]일반물리학실험1 포사체 운동

소개글

[한양대 에리카 A+]일반물리학실험1 포사체 운동에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험 목적

2. 실험 이론
2.1 등가속도 운동
2.2 자유낙하 가속도
2.3 포물체 운동

3. 실험 방법
3.1 실험 장치
3.2 실험 방법

4. 분석 및 토의

5. 실험 결론

6. 과제용 질문 해결
6.1 발사되는 구체의 경우 대각선 운동을 한다. 발사 속도를 구하는 방법을 서술하시오
6.2 바닥면에서 일정 높이를 가진 포사체 운동의 경우 물체의 운동을 기술하는 방법
6.3 발사 각도가 45도일 때 수평 이동 거리가 최대가 되는 이유
6.4 two gate mode를 사용하여 측정하는 이유

7. 참고 문헌

본문내용

진행하거나 손떨림을 줄이기 위해 유의해야 한다. 수평거리의 오차가 10% 안팎으로 나타났다. 오차가 이렇게 발생한 이유는 수평거리를 측정할 때에 떨어지는 위치를 정확히 측정하지 못하고 공이 떨어진 후에 떨어진 위치를 보고 유추하여 측정하였기 때문에 오차가 발생할 수 밖에 없다. 이러한 오차를 줄이기 위해서는 공에 유색의 물감을 묻혀 발사하여 공이 떨어진 위치를 정확히 측정할 수 있게 하거나 수평거리는 속도에 영향을 받기 때문에 위에서와 마찬가지로 공기를 최대한 제거한 상태에서 실험을 진행하거나 손떨림을 줄이기 위해 유의한다.
6. 실험 결론
포물선 운동에서는 수직 방향과 수평 방향을 구분하여 공식을 사용한다. 수직 방향은 등가속도 운동을 하기 때문에 등가속도 공식을 통해 물체의 운동을 서술하고 수평 방향은 초기 속도와 나중 속도가 변하지 않는 것을 통해 물체의 운동을 서술한다. 실험을 통해 포물선 운동을 하는 물체의 초기 속력과 발사 각도를 알아내고 이를 통해 물체의 운동을 기술할 수 있고 물체의 수평거리, 최고점 높이, 비행 시간을 알 수 있다.
7. 과제용 질문 해결
7.1 발사되는 구체의 경우 대각선 운동을 한다. 발사 속도를 구하는 방법을 서술 하시오
발사되는 구체는 대각선 운동을 하기 때문에 속력=거리/시간 공식을 그대로 적용하여 발사 속도를 구하면 오류가 발생할 것이라고 생각할 수 있다. 하지만 여기에서 벡터값인 것은 발사 속도이다. 즉, 물체가 대각선 운동을 한다고 한다면 그 각을 고려해야 될 때는 물체의 수평거리나 비행시간을 구해야 될 때이다. 또한 발사 속도를 구하는 실험을 할 때에는 발사각도를 수평으로 하기 때문에 발사속도를 구할 때는 물체가 대각선 운동을 하는 것과 무관하게 속력=거리/시간 공식을 그대로 사용하여 구하면 된다.
7.2 바닥면에서 일정 높이를 가진 포사체 운동의 경우 물체의 운동을 기술하는 방 법
보통 포물선 운동을 바닥 즉, 위치가 원점인 곳에서 물체를 위로 발사한다. 하지만 실험에서는 이미 높이가 있는 상태에서 공을 발사하는 운동을 했다. 이러한 경우에서는 공을 발사하는 각도를 수평으로 하여 포물선 운동 중 최고높이에 도달한 이후에 지면에 떨어지는 운동과 같게 한다. 이 과정을 통해 발사 속도를 구할 수 있다. 구한 발사 속도와 발사 각도를 통해 수평 방향에서는 등속도 운동을 하는 것을 이용하고 수직 방향에서는 중력에 의한 자유낙하 운동을 하는 것을 이용하여 물체의 운동을 기술한다.
7.3 발사 각도가 45도일 때 수평 이동 거리가 최대가 되는 이유
수식 7을 통해 수평 이동 거리를 구할 때 삼각함수가 이용되는 것을 알 수 있다. sin2θ의 최댓값은 1이고 최솟값은 -1이다. sin2θ가 최댓값인 1이 될 때는 2θ가 90도일 때이기 때문에 수평 이동 거리는 θ가 45도일 때 최대가 된다고 할 수 있다. 다만 이것은 실험을 진행할 때가 이상적인 상황이라고 가정할 때이다. 즉, 실제 실험에서는 45도일 때 최대 수평 이동 거리가 나오지 않는다.
7.4 two gate mode를 사용하여 측정하는 이유
part A1실험에서는 두 게이트 사이를 지나는 시간 간격을 측정해야 하기 때문에 two gate mode를 사용하고 Part A2 실험과 Part C에서는 구체를 발사한 후 구체가 바닥에 떨어질 때까지의 비행 시간을 측정해야 하기 때문에 two gate mode를 사용한다.
8. 참고 문헌
-일반물리학실험-한양대학교 물리교재연구실 편/4판/35~43pages/포사체 운동
-일반물리학/개정 10판/JEARL WALKER 외 2명/28~30, 34, 80~85pages/등가속 도 운동, 자유낙하 가속도, 포물체 운동

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