[물리진자 자유낙하 포사체운동] (예비보고서) I-CA를 이용한 물리진자 실험 & I-CA를 이용한 포사체 운동

소개글

[물리진자 자유낙하 포사체운동] (예비보고서) I-CA를 이용한 물리진자 실험 & I-CA를 이용한 포사체 운동에 대한 보고서 자료입니다.

목차

I-CA를 이용한 물리진자 실험

1. 실험 목적
2. 이론 및 원리
3. 실험기구 및 장치
4. 실험 방법



I-CA를 이용한 포사체 운동

1. 실험 목적
2. 이론 및 원리
3. 실험기구 및 장치
4. 실험 방법

본문내용

용하는 힘이 없고 따라서 초기속도의 등속도 운동을, 방향은 자유 낙하하는 물체와 같은 운동을 하게 된다. 따라서
가 되고 두 성분을 합하면 다음의 2차원 포물선 운동을 하게 된다.
본 실험에서는 자유낙하 하는 물체와 포물선 운동을 하는 물체의 각각의 경우 중력가속도를 측정하고 그 값의 차이를 확인한다.
3. 실험기구 및 장치
① I-CA system
② 스크린
③ Drop-Shot 장치
4. 실험 방법
1) 스크린과 Drop-Shot 장치를 준비하고, I-CA 시스템을 설치한다.
2) 카메라 셋팅이 끝나면, 기준자를 운동면에 놓고 화면을 캡쳐 스케일 및 좌표계를 설정한다.
3) Drop-Shot 장치 양쪽에 형광구를 놓고 발사버튼을 통하여 형광구를 각 발사, 낙하시킨다. 이를 동영상으로 촬영 저장한다.
4）분석메뉴를 실행하고, Drop 부분과 Shot 부분으로 나누어 파일을 분석하여, 각 경우의 중력가속도를 구한다.
5) 동일 실험을 3회 반복하여 평균한다.
6) 수평 발사 강도를 달리하여 실험해 본다.
I-CA를 이용한 포사체 운동
1. 실험 목적
포사체의 포물선 운동을 수직방향과 수평방향의 운동으로 나누어 분석해 보고, 이를 통하여 위치에너지와 운동에너지의 역학적 에너지보존을 확인한다.
2. 이론 및 원리
바닥면과 일정한 각()를 가지고 초기 속도()로 쏘아 올려진 질량인 물체의 운동을 생각해보자. 방향으로는 받는 힘이 없으므로 속도의 변화가 없다. 하지만 방향으로는 중력을 받게 된다.
이 식을 를 에 연관짓는 포물선 궤도 방정식이라 한다. 이 포물체의 수평방향의 도달거리 은 의 점이므로
로 주어지고 이 때 까지의 이동시간는 다음과 같다.
한편 최고점의 높이는 의 점이므로 다음과 같이 주어진다.
포사체 운동에서 위치에너지와 운동에너지의 합은 일정하므로 시점에서의 속도를 , 높이를 라 하면 다음의 에너지 보존식이 성립한다.
3. 실험기구 및 장치
① I-CA system
② 스크린
③ 발사장치 및 형광구
④ 발사장치 고정용 클램프
4. 실험 방법
1) 포사체 실험 장치를 준비하고, I-CA 시스템을 설치한다.
2) 카메라 세팅이 끝나면, 기준자를 운동면에 놓고 화면을 캡처 스케일 및 좌표계를 설정한다.
3) 발사 장치에 형광구를 넣고 포사각도를 고정시킨다. 이 상태에서 형광구를 발사시키고, 이를 동영상으로 촬영한다.
4) 분석메뉴를 실행하고, 그래프 보기를 통해 그래프가 1차함수로 주어지는지 확인하고 추세선을 이용하여 를 구한다.
5) 계속해서 그래프 보기를 통해 그래프가 2차함수로 주어지는지 확인하고 추세선을 이용하여 및 중력 가속도 를 구한다. 구해진 , 를 통하여 포사각도를 구한다.
6) 거리 구하기 기능을 이용하여 최고점의 높이 를 측정한다.
7) 마찬가지로 거리 구하기 기능을 이용하여 수평도달거리 과 소요된 시간 를 측정한다.
8) 포사각도 및 강도를 바꾸어 가면서 위 실험을 5회 이상 반복한다.
9) 한 실험 데이터를 선정하여 액셀 등의 프로그램을 이용, 각 포인트별 역학적 에너지를 구하고 그 합이 일정한지를 확인한다.

키워드

물리진자 자유낙하,   포사체운동,   예비보고서,   I-CA,   포사체 운동,   물리진자,   포사체운동 예비보고서