포토게이트 타이머를 이용한 중력가속도 측정

목차

1.실험목적

2.조원별역할분담

3.실험원리

4.실험방법

5.실험데이터

6.데이터분석

7.결론

본문내용

가 각각의 지점을 통과하는데 걸린 시간을 의미함
방법 2의 경우로 중력가속도를 구한 실험 데이터
활차의 길이
0.16m
두 지점사이의 거리
0.89m
에어트랙과 수평면과 이루는 각
37.0˚
거리(시간)
회수
활차가 (29cm)지점을 통과하는데 걸린 시간
활차가 (118cm)()지점을 통과하는데 걸린 시간
두 지점간의 거리(0.89m)를 통과하는데 걸린 시간 △t
1
0.132
0.046
0.424
2
0.131
0.046
0.423
3
0.131
0.046
0.424
4
0.131
0.046
0.423
5
0.130
0.046
0.423
6
0.131
0.046
0.424
7
0.131
0.046
0.424
8
0.131
0.046
0.424
9
0.131
0.046
0.424
10
0.131
0.046
0.423
평균
0.131
0.046
0.4236
6. 데이터 분석
실험 첫 번째 데이터를 방법 1 적용하여 중력가속도 측정
(속도 측정)
= 0.16m/0.1317s = 1.2149m/s
= 0.16m/0.0521s = 3.0710m/s
(중력가속도 측정)
g = = ≒ 9.78
실험 두 번째 데이터를 방법 2를 적용하여 중력가속도 측정
(속도 측정)
= 0.16m/0.131s = 1.2214m/s
= 0.16m/0.046s = 3.4783m/s
(가속도 측정)
= (3.4783m/s - 1.2214m/s)/ 0.4236s = 5.3279
(중력가속도 측정)
g = a/sinθ = 5.3279/sin37˚ ≒ 8.85
실험 두 번째 데이터를 방법 1로 적용해서 중력가속도 측정해보면
g = = ≒ 9.90
*같은 데이터를 갖고 다른 방법으로 실험해 본 결과 중력가속도의 값이 다르게 측정되었다.
<두 식의 비교>
g = (방법1) -> 가속도를 이론적인 식을 통하여 구함
g = a/sinθ(방법2) ->가속도를 직접 구함
7. 결론
자유 낙하하는 물체는 등가속도 운동을 한다. 자유 낙하의 조건은 마찰=0 초기속도=0이라는 가정하에서 낙하하는 물체를 말한다. 그럴 경우 중력가속도의 값은 우리가 알고 있는 중력가속도의 평균값 9.80에 가까이 접근한다.
그러나 실제실험상에서 (에어트랙의 경우) 활차와 트랙간의 접촉면에 의한 마찰이 없다고 가정하더라도(실제로 약간 있을 수 있음) 활차가 가속운동하면서 받는 공기마찰은 고려되지 않았다는 점이 이런 이론값과 실험값의 차이를 가져온 원인이 되지 않았나 추측해본다.
* 중력가속도 측정값의 오차
방법 1.2로 중력가속도를 측정할 때 측정값의 오류가 생간다.
그 이유는 두 식에서 각의 값에 의한 오류로 보인다.
예를 들면 첫 번째 실험 데이터의 경우 우리가 측정한 각도는 23°-24°사이에서 측정되었다. 정확히 말하자면 23°보다는 크고 24°보다는 작았다. 실제 1°의 차이는 엄청난 값의 차이를 가져온다. 23°일 때 중력가속도 g값은 약 9.98 이고 24°일 때 중력가속도 g값은 약 9.59이다. 그래서 우리는 그 중간각도를 골라서 측정했지만 이 자체도 정확한 값은 아니라고 본다.

키워드

포토게이트,   중력가속도,   자유낙하,   중력,   에어트랙