[A+] 낙하실험 예비+결과 레포트 보고서

소개글

[A+] 낙하실험 예비+결과 레포트 보고서에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 목적
2. 예비 보고서
3. 준비물
4. 실험결과

본문내용

하는 공
-공이 photogate1에서 photogate2까지 낙하하는데 걸리는 시간(s) = t
-photogate1에서 photogate2까지 거리(cm) = h
-h가 50, 40, 30, 20, 10(cm)일 때, 큰 공과 작은 공을 낙하시켜 t를 각각 5번씩 측정하였다.
(각 상황마다 5회 실시하여 얻은 시간을 평균 내고 소수점 아래 두 자리까지 표기하였다.)
h(cm)
공의 크기
t (s)
1회차
2회차
3회차
4회차
5회차
평균
50
큰 공
0.241
0.243
0.247
0.222
0.224
0.2354
작은 공
0.263
0.281
0.271
0.254
0.269
0.2676
40
큰 공
0.238
0.258
0.245
0.251
0.229
0.2442
작은 공
0.234
0.231
0.233
0.221
0.233
0.2304
30
큰 공
0.213
0.205
0.199
0.202
0.196
0.203
작은 공
0.208
0.2
0.212
0.193
0.208
0.2042
20
큰 공
0.156
0.148
0.163
0.152
0.167
0.1572
작은 공
0.164
0.159
0.163
0.169
0.157
0.1624
10
큰 공
0.1
0.11
0.106
0.098
0.106
0.104
작은 공
0.109
0.111
0.107
0.107
0.102
0.1072
위 표를 가지고 x축을 시간(t), y축을 높이(h), 속도(m/s), 가속도(m/s2)로 잡아 그래프를 그려보았다.
모든 결과를 그래프로 나타내기에는 자료가 많으므로 대표로 하나의 결과만 그려보았다.
1) h=50(cm), 큰 공
* 다음의 질문들에 대해 답해보라. (실험으로 확인하지 않아도 괜찮다.)
- 1 m 높이에서 공이 떨어져 바닥에 닿을 때까지 걸리는 시간은 얼마인가? 공의 질량도 영향을 주는가?
y0=1(m), 공이 바닥에 닿을 때 y=0(m), v0=0(m/s), v0y=0(m/s), a=-9.8(m/s2)이므로
에 대입하면 0=1+0-4.9t2이다.
이 때, t=0.45이므로, 공이 바닥에 닿을 때까지 걸리는 시간은 0.45초이다.
위의 식에 질량과 관련된 값은 없으므로 질량은 영향을 주지 않는다.
- 2배의 높이에서 떨어지면 걸리는 시간은 몇 배가 되는가?
위의 상황에서 다른 값은 모두 같고, y0=2(m)가 되므로 계산하면 t=0.63이다.
시간은 y0=1(m)일 때의 1.41배가 된다.
- 높이가 주어지면 떨어지는 시간을 구할 수 있는 식을 써보라.
이다.
2. 수평으로 던져진 공
- 공이 땅에 닿는 데 걸리는 시간은 수평 속력 v0와 무슨 관계가 있는가?
수평 속력 v0가 빠를수록 공이 땅에 닿는 데 걸리는 시간은 길어진다.
- 속력 v0가 2배가 되면 거리 d는 몇 배가 될까? 왜 그런가?
에서 x0=0이라 하고, ax=0이므로
x = vx0t 가 된다. 그러므로 v0가 2배가 되면 거리 d도 2배가 된다.
- 같은 v0에 대해 높이 h가 2배가 되면 거리 d는 몇 배가 될까? 왜 그런가?
예를 들어, y0=1(m)일 때, 공이 땅에 닿을 때까지 걸린 시간 t=0.45(s)이다.
y0=2(m)일 때, 공이 땅에 닿을 때까지 걸린 시간 t=0.63(s)이다.
높이가 2배가 되면 t는 1.41배가 된다.
x = vx0t 가 성립하고 v0가 일정하므로, 거리 d도 1.41배가 된다.
- 속력 v0와 높이 h가 주어지면 d를 구할 수 있는 식을 만들어보라.
1)
2)
2)식을 통해 구한 t를 1)식에 대입하면 x, 즉 d를 구할 수 있다.
안내서에 제시된 실험은 여러 차례 공을 던져서 그 때마다 속력 v0와 수평 거리 d를 측정하는 것이었지만,
매번 초기속도를 정확한 수평방향으로, 동일하게 만들기 쉽지 않아 경사면과 일정한 상수인 중력가속도 g를 이용하여 실험을 진행하였다. (단, 마찰력은 없다고 가정하였다.)
-옆 친구가 이렇게 말한다. “공의 속력을 따로 잴 필요 없이, 높이 h와 수평거리(d)만 알면 공의 속력 v0를 알 수 있겠네!” 당신은 무엇이라고 대답하겠는가?
공의 속력을 알지 못해도 높이 h와 수평거리 d만 알면 공의 속력 v0를 구할 수 있다.
에서 y0에 h값을 대입하여 t를 구한다.
다시 에 x에 d값과, t를 대입하면 vx0를 구할 수 있다.
-선택문제: 초기속력 2 m/s로 공을 수평방향으로 던졌다고 하자. 만일 0.1초의 시간 간격으로 공의 위치(x, y)를 측정한다고 하면 어떤 궤적을 그릴지 계산해서 아래 그래프로 나타내보라.

키워드

낙하실험,   예비 보고서,   결과 보고서,   중력,   낙하,   공의 속도,   공의 위치