[물리시범및실험] 자유낙하 : 포토게이트 통하여 떨어지는 피켓펜스(picket fence)의 낙하시간을 측정함으로써 중력가속도를 측정한다.

소개글

[물리시범및실험] 자유낙하 : 포토게이트 통하여 떨어지는 피켓펜스(picket fence)의 낙하시간을 측정함으로써 중력가속도를 측정한다.에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험목적

2. 원리

3. 기구 및 장치

4. 실험방법

5. 실험결과

6. 오차해석

7. 고찰

8. 참고문헌

본문내용

폴트 값 0.050(5cm)를 확인하고 그대로 놔둔다.
그래프 아이콘을 채널 1로 끌어가서 거리에 대한 그래프 윈도우를 띄우고(또는 더블클릭하여 선택), 테이블 윈도우도 띄운다.
START 버튼을 클릭하여 데이터 저장을 시작하고 자를 떨어뜨린다. 컴퓨터 화면에 시간에 따른 물체의 위치변화가 측정되어 그래프로 나타난다.
STOP 버튼을 클릭하여 그래프의 데이터가 적절한지 여부를 판단하고 그래프가 적절하지 않을 때 좌측상단의 DATA 박스에서 Delete 키를 눌러 데이터를 지운다.
5번 이상 측정하여 그래프 데이터를 얻고 실험치를 저장할때는 File-Save Activity As 하여 다른 이름으로 저장한다. 실험데이터를 정리하여 그래프를 붙이고 데이터 테이블에 있는 데이터를 이용, 최소자승법에 의해 측정값들의 분포를 가장 잘 나타내는 직선을 구하고 그 기울기로부터 중력가속도 g값을 계산해보자.
피켓펜스를 게이트로부터 10cm~30cm 위의 높이에서 떨어뜨리면서 위와 같은 측정을 반복해보자.
5. 실험결과
측정값 :
가속도(m/s2)
이론값 :
가속도(m/s2)
상대오차(%)
측정평균값
(m/s2)
평균
상대오차(%)
실험1
9.89
9.80665
0.850
9.819
0.126
실험2
9.80
0.0678
실험3
9.72
0.883
실험4
9.79
0.170
실험5
9.87
0.646
실험6
9.81
0.0342
실험7
9.76
0.476
실험8
9.90
0.952
실험9
9.87
0.646
실험10
9.85
0.442
6.오차해석
※ 계산과정
실험 1 :
실험 2 :
실험 3 :
실험 4 :
실험 5 :
실험 6 :
실험 7 :
실험 8 :
실험 9 :
실험 10 :
⑪ 평균 및 평균 상대오차
- 측정값의 평균 :
-
오차의 가장 큰 요인은 사람이 직접 피켓펜스를 떨어뜨리면서 정확히 수직으로 떨어뜨릴 수 없기 때문에 생기는 오차라고 생각된다. 피켓펜스가 떨어지면서 아주 조금이라도 기울어지면 검은 띠가 포토게이트를 지나갈 때에 오차가 생길 수 있다.
오차 원인이 있었음에도 불구하고 비교적 오차가 1% 이하로 비교적 작게 나온 이유는 그러한 원인 외에 생기는 공기 저항, 위도 및 높이에 따른 중력의 차이는 큰 오차요인이 아니기 때문이라고 생각된다.
7. 고찰
중력가속도 측정을 하기 위한 방법에는 여러 가지가 있을 수 있겠지만, 피켓펜스를 이용한 실험에서 오차를 개선하기 위한 방안으로는 오차 원인을 최대한 줄일 수 있도록, 포토게이트의 적외선이 충분히 투과될 수 있는 투명한 틀을 만들어 피켓펜스가 흔들리지 않게 수직으로 낙하시키는 방법을 생각할 수 있겠다. 그러나 이 방법을 적용시키기 위해서는 피켓펜스와 틀 사이의 마찰력에 관한 문제가 발생하여 오히려 오차가 커질 수도 있다는 문제점이 있다. 마찰을 최소화 하며, 피켓펜스를 수직으로 떨어뜨릴 수 있는 틀을 만든다면 오차는 더욱 줄어들 것이다.
8. 참고문헌
http://cafe.naver.com/goondae/648035 , 초급물리실험책

키워드

물리실험,   자유낙하,   포토게이트,   피켓펜스,   낙하시간,   중력가속도,   만유인력,   물리시범및실험 자유낙하