자유낙하 실험 레포트

목차

1. 실험 목표
2. 실험 과정
3. 실험 결과
4. 실험 과제
5. 퍼센트 오차
6. 오차의 원인 및 실험 개선사항
7. 참고문헌

본문내용

실험 목표
자유낙하하는 물체와 수평방향으로 초기속도를 가지고 어지는 물체에 대하여 각각의 경우 중력가속도를 측정하고 그 차이가 없음을 확인한다.

실험 원리 요약
-자유낙하하는 물체는 지구 중심을 향해 일직선으로 떨어지며, 이 때 중력가속도가 작용하기때문에 1차원 등가속도 운동을 하게 된다. 이때의 초기속도를 0, 중력가속도를 g라 하자. 이를 그래프로 그려 보면 다음과 같다. 이 때 물체의 이동거리(낙하거리)는 그래프와 t축 사이의 넓이에 해당한다.
-수평 방향으로 초기속도를 가지고 떨어지는 물체는 포물선 운동을 하는데, 이 운동은 서로 무관한 수직 방향(y)과 수평 방향(x)의 운동으로 나누어 볼 수 있다. 이 때 x방향으로는 초기 속도인 의 등속도운동을, y방향으로는 자유낙하 물체와 동일한 운동을 한다.

3. 실험 방법 요약
1) 스크린과 Drop-Shot 장치를 준비하고, I-CA 시스템을 설치한다.
2) 카메라를 장치로부터 2-3m 뒤에 설치한 후 실험면이 잘 보이도록 조절한다. 카메라와 실험면은 직각이 되도록 설치한다.
3) 화면을 캡처하여 좌표계를 설정한다.
4) 형광구를 자유낙하시킨다.
5) 분석메뉴를 실행하여 시작점과 끝점을 설정하고 피사체를 설정한 후 파일을 분석한다.
6) 두 번째는 형광구를 발사해서, 세 번째엔 두 개의 형광구를 하나는 발사, 하나는 낙하시켜서 촬영한 후 5번 과정을 반복한다.

4.실험 결과
1) 자유낙하물체
- x의 좌표는 –0.173 에서 –1.909 까지 변화했다. - y의 좌표는 0.347 에서 –60.241 까지 변화했다.
- y좌표가 x좌표에 비해 급격한 변화를 보이며, x좌표는 상대적으로 거의 변화가 없다. 이는 수직에 가까운 각도로 형광구가 낙하했음을 의미한다.
- t-y 그래프
- 시간 당 y는 점점 빠르게 감소하고있다.
- 시간-수직거리 그래프를 통해 물체가 가속도운동을 했음을 알 수 있다. - 표 상에서 가장 수치를 알기 쉬운 점은 (y,t) = (-20(cm),0.2(s)) 이다. 표준 단위(0.2m, 0.2s)로 바꾸어 계산하면 중력가속도 g=10

참고 자료

일반 물리학 실험, 건국대학교 물리학과·나노과학기술전공, 북스힐, 2017, 37-39