[A+] 속력과 속도 과제, 레포트

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목차

1. 실험 결과
2. 분석 및 토의
3. 참고 문헌

본문내용

REPORT
A+
속력과 속도
< 실험 제목 >
속력과 속도
1. 실험 결과 [실험 조원과 공유]
1번 실험 속력과 속도 (검은색 : 위치-시간, 빨간색 : 이동거리-시간)
2번 실험 평균 속력과 평균 속도, 순간 속도
3-1번 실험 등속운동
(위치-시간 그래프)
(속도-시간 그래프)
(가속도-시간 그래프)
3-2 실험 : 등가속도 운동
(양의 등가속 운동)
1번째부터 위치-시간 그래프, 속도-시간 그래프, 가속도-시간 그래프
(음의 등가속 운동)
1번째부터 위치-시간 그래프, 속도-시간 그래프, 가속도-시간 그래프
2. 분석 및 토의 [개인별 작성]
이론 :
변위 = 나중 위치 처음 위치
평균속력(speed) = 이동거리/걸린시간 (스칼라양)
평균속도(velocity)=변위/걸린시간 (벡터양)
평균 속력 :
평균 속도 :
이때 걸린 시간을 무한히 짧게 하면 순간 속력과 순간 속도를 구할 수 있다.
가속도=속도변화/시간변화
나중속도=처음속도+가속도*시간
물체가 이동한 거리 는 평균 속도 과 운동시간 t의 곱이므로
이런 식이 된다.
또 처음 속도 가 0인 물체가 시간 t 동안 가속도 a로 일차원 운동을 하면 이동거리는 이 된다.
분석 및 결론 :
1번째 실험
역학 트랙을 기울기고 스마트 카트를 위쪽에서부터 아래쪽까지 외부의 힘을 받지 않고, 내려갔다. 이때 위치(변위)와 이동거리의 차이는 어떻게 될까?
변위와 거리는 다르다. 예를 들어 공을 위로 던져 올렸다가 잡으면 공이 이동한 거리는 공이 도달한 최고 높이의 두배이지만 변위는 0이다. 따라서 이동거리는 처음위치에서부터 나중위치까지의 총 거리를 뜻하고, 변위는 처음위치에서 나중위치만 보고 두점을 직선상의 거리를 뜻한다.
1번실험을 했을 때 처음 위치에서 역학 트랙을 따라 쭉 직선으로 내려왔으니 그래프처럼 변위와 이동거리의 그래프가 똑같지 나올수 있었다.
2번째 실험
시간(s)
위치(m)
거리(m)
순간속도(m/s)
순간속력(m/s)
0s
0m
0m
0(m/s)
0(m/s)
1s
0.06m
0.75m
0.94(m/s)
0.75(m/s)
2s
-0.09m
1.66m
-1.15(m/s)
1.15(m/s)
3s
0.07m
2.52m
1.03(m/s)
1.03(m/s)
4s
-0.08m
3.46m
-1.11(m/s)
1.11(m/s)
5s
0.13m
4.33m
1.02(m/s)
1.02(m/s)
6s
-0.17m
5.27m
-1.20(m/s)
1.20(m/s)
위치는 처음위치와 나중위치만 고려하니까 0초에서 6초까지의 위치그래프의 차이가 별로 나지 않지만 거리는 처음위치와 나중위치 상관없이 총 이동거리를 나타내기 때문에 그래프가 점점 커지는 모양입니다. (움직인 모든 거리를 합친 것이기에 계속증가)
순간 속도도 위치에 따라서 변경이 되니까 1초마다 기울기를 측정했을 때 별로 차이가 나지 않아야 하고, 순간속력은 거리에 따라서 변경이 되니까 그래프가 점점 커지는 모양입니다.
저희가 측정은 똑바로 했지만 순간속도의 표를 잘못 기입하여 순간 속도의 표가 이상한 모습입니다.
(EX 2초일 때 0.0889인데 표에는 1.5라고 기입 하였습니다.)
3번째 실험 등속운동
위치-시간그래프에서는 계속증가하는 모양으로 되었다. 당연한 것이 외부의 힘을 받지 않은데 오직 중력의 힘으로 등속운동을 하여 아래로 내려왔고, 다시 처음위치로 되돌아가지 않았기 때문에 증가하는 그래프이고 스마트 카트를 잡을 때 밀리면서 2.5초쯤에서 내려가는 모양으로 잡혔다.
속도-시간그래프에서는 증가했다가 평평해 졌다가 잡으면서 내려가는 그래프로 모양이 잡혀야 하는데 실험을 잘못하여 평평해져야하는 0.7초에서 1.8초까지 조금씩 속도가 내려가는 모양이 되었다.
가속도-시간그래프
등속운동이지만 처음부터 등속운동하는 속도까지 속도가 올라가니까 0.5초까지 그래프가 올라가고 0.8초~1.8초까지 평평하게 되었다가 스마트 카트를 잡으면서 속도가 내려가니 반대로 그래프가 내려갔다가 0으로 올라오는 모양으로 나왔다.
3번째 실험 양의 등가속도 운동
위치-시간그래프에서는 위와 같이 당연히 증가하는 모양으로 나왔다
속도-시간그래프에서는 2초까지 급격하게 증가하는 모양이고, 스마트 카트를 잡을 때 0으로 내려가는 모양이 나왔다.
가속도-시간그래프에서는 0.8초까지 증가하고, 1.8초까지 평평했다가 스마트 카트를 잡을 때 내려가고 0으로 올라오는 그래프가 나왔다. 0.8초~1.8초에 왜 평평한 모양이 나왔냐면 똑같은 속도로 증가하니까 평평한 모양이 나온 것이다
3번째 실험 음의 등가속도 운동
위치-시간 그래프에서는 음의 등가속도 운동이라도 이동했으니 증가하는 그래프가 나왔다.
속도-시간 그래프에서는 0.2초까지는 손으로 미는 힘만큼의 속도만큼 올라간 모습이고, 2초까지는 급격하게 그래프가 감소하는 모양으로 나왔다.
가속도-시간 그래프에서는 손으로 미는 힘만큼 0.1초까지 증가했고, 시간이 지나면 지날수록 가속도가 동일하게 감소하는 모양으로 그래프가 그려졌고, 손으로 잡으면서 0으로 증가하는 모양으로 그래프가 그려졌다.
오차 원인
실험 2에서의 오차 분석 원인
1) 공기저항
2) 스마트 카트가 움직일 때의 마찰력3) 1번 실험과 3번 실험의 등속운동을 할 때 스마트 카트가 살짝의 외부의 힘을 받았을 수도 있다.
3. 참고 문헌 [필요한 경우에만 작성]
[1] https://www.youtube.com/watch?v=3g82dHpysV8
강서에스학원님의 유튜브 영상 참고
[2] https://www.youtube.com/watch?v=p2PBAm4BjKQ
터틀 피직스 Turtle Physics님의 유튜브 영상 참고

키워드

속력,   속도,   속력과 속도,   실험보고서,   등속운동