수직 낙하 실험 결과 레포트

소개글

수직 낙하 실험 결과 레포트에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험결과

2. 토의 및 고찰

본문내용

중력의 상당부분이 원으로 묶여진 상태를 풀기위해 모션센서와의 마찰력으로 소모 되고 또한 실이 연결 되있는 도르래와의 마찰력으로도 중력은 소모된다. 이처럼 실험이 진행되는 많은 부분에서 마찰력으로 중력이 사용되었으므로 올바른 값이 측정되지 않았다. 마찰력은 질량에 비례하므로 질량에 따라 마찰력이 달라진다. 이 마찰력이 최대정지마찰력을 넘어서게 되면 마찰력은 작아지게 된다. 이런 원리로 질량이 작은 추의 마찰력이 질량이 큰 추의 마찰력보다 커지게 되어 낙하속도와 가속도가 작아지게 된 것이다. 또한, Data Studio를 통해 그려진 그래프를 보면 특이한 점을 알 수 있는데, 대부분의 경우에 가속도 그래프는 처음의 작은 값에서 더 큰 값으로 상승하는 부분이 있다. 이것은, 실이 감겨있을 때 센서 부분에서는 실의 무게로 인해 가속도가 작게 측정이 되었다. 하지만, 실이 어느 정도 풀리게 되면, 실의 무게가 감소함에 따라 추의 무게에 의해 실이 풀리는 속도가 더 빨라지게 되어 가속도 값이 더 크게 측정 되는 것이다. 또한, 질량이 작을수록 측정된 가속도 값이 작았다. 그 이유는 떨어지면서 공기의 자항을 받는 면적은 질량이 달라도 같다. 즉, 같은 면적에 같은 공기의 저항을 받는 다면 질량이 작아서 무게가 작은 추가 더 큰 방해를 받는다는 뜻이 되고 그에 따라 가속도의 값이 더 작게 측정이 되는 것이다.
중력가속도와 가까운 실험결과를 얻기 위해서는 그 마찰력을 줄여야 한다. 도르래, 실, 모션 센서등을 가능한 마찰력이 작은 것들로 바꾸거나, 이번 실험에서처럼 실을 센서에 감지 말고, 실을 자유롭게 풀어 놓는다면 마찰력을 감소 시킬 수 있을 것이고, 이론 값과 오차를 줄일 수 있을 것이다. 또한 물체가 낙하 하는 면의 표면적을 가능한 한 작게 만들어 작아서 공기의 저항을 최소화 하여 종단 속도에 이르는 것을 최대한 늦춘다면, 이론 값과 비슷한 측정치를 얻을 수 있을 것이다.
그리고 주파수를 달리하여 값을 측정 해보았는데, 주파수가 10Hz 일 때 보다 50Hz 일 때 가속도 값이 조금 더 크게 측정 되었다. 그것은 주파수가 클수록 더 자세히 값을 측정 할 수 있게 된다. 즉 1초에 10회 값을 측정하는 것보다 50회 측정하는 것이 오차의 값을 줄일 수 있고 값을 조금 더 구체적으로 측정 할 수 있었다. 그리하여 측정 된 값의 평균을 낼 때에도 취해야 할 부분이 명확하게 드러나는 등 장점이 있었다. 이번 실험을 통하여 이론적으로만 알고 있던 자유 낙하 운동에 대하여 다시 한 번 알게 된 것 같다. 또한, 실험을 설계할 때, 오차가 생길만한 조건을 미리 파악하여 실험 시에 오차를 줄이려고 노력한다면 조금더 나은 실험이 이루어 질 수 있다는 생각도 해보았다. 이번 실험을 하고 난 후에 아쉬웠던 점이 있다면, 실을 밑에서부터 차근차근 감았다면, 실이 풀릴 때 덜 엉켜 있어서 추의 무게로 인한 가속도 값이 오차가 줄었을 것이라는 생각을 해보았다. 실이 엉켜있다면, 그것으로 인해 센서를 회전 시키는 것이 더 어려워 가속도 값이 더 작아지기 때문이다.

키워드

수직낙하,   모션센서,   자유낙하