자유낙하 결과보고서

소개글

물리 자유낙하운동 실험 결과보고서입니다.
감점당한 부분은 마지막 페이지에 조교님 피드백 내용 넣었으니 참고해서 작성하시면 됩니다.

목차

1. 실험제목

2. 실험목적

3. 실험이론
1) 자유낙하 운동 [motion of free fall]
2) 자유낙하 운동 그래프
3) 중력가속도 [Gravitational acceleration]
4) 포토게이트 [Photogate]
5) 포토게이트를 이용한 자유낙하 실험

4. 관찰 및 결과
1) 속도-시간 그래프의 기울기와 가속도 평균 값의 비교
2) 시간에 따른 위치 그래프와 시간에 따른 속도 그래프
3) 시간에 따른 위치, 속도, 가속도의 값

5. 분석 및 토의

6. 결론

본문내용

1. 실험제목
자유낙하 실험

2. 실험목적
1) 지구 표면에서 자유 낙하하는 물체의 가속도를 측정하여 이론값과 비교한다.
2) 자유낙하 하는 물체의 시간에 대한 위치, 속도, 가속도를 측정한다.

3. 실험이론
1) 자유낙하 운동 [motion of free fall]
자유낙하 운동은 정지한 물체를 놓아 중력에 의해서만 낙하하는 운동이다. 처음에는 위치 에너지만 갖고 있으며 낙하하면서 위치 에너지는 감소, 운동 에너지는 증가하는 에너지의 전환에 의해 떨어질수록 속력이 커진다. 따라서 지면에 도달하기 직전에 위치 에너지는 모두 운동 에너지로 전환되어 가장 빠른 속력을 갖게 된다.
지구 중심에 가까울수록 만유인력이 커지므로, 중력은 정확히 말해 일정한 크기의 힘이라고 할 수 없다. 하지만 지구의 반지름과 비교해 낙하하는 물체의 이동거리는 매우 짧으므로 중력의 크기 변화를 무시할 수 있다. 그러므로 물체는 일정한 크기의 중력을 받으며 지면을 향해 떨어진다. 공기저항을 무시하면 물체는 지면을 향해 등가속도 직선운동을 한다.

< 중 략 >

5) 포토게이트를 이용한 자유낙하 실험
피켓 펜스를 떨어뜨려 포토게이트를 지나가게 하여, 피켓 펜스의 낙하 시간을 측정하고 그것을 속도와 시간의 그래프로 표현하여 자유낙하의 가속도를 구한다. 피켓펜스는 불투명한 띠가 균일한 간격(5cm)으로 배열되어 있는 투명한 플라스틱 조각으로서, 불투명한 띠가 포토게이트를 지나가면 포토게이트의 빔을 차단하게 된다. 피켓 펜스가 떨어지는 동안 연이어 포토게이트를 지나가는 피켓 펜스의 불투명한 띠들이 빔을 차단하는 시간은 점점 짧아진다. 불투명한 띠들 사이의 간격을 빔 차단 시간으로 나누면 하나의 띠에서 다음의 띠가 포토게이트를 지나가는 속력을 알 수 있다. 속도와 시간의 그래프에서 기울기는 가속도를 나타낸다.

참고 자료

김창배 외 8명, (2020), 대학물리학실험, 북스힐
Raymond A. Serway 외1명, (2017), 핵심일반물리학(9판).북스힐
숭실대학교, (2021), 물리학기초 및 융합 강의자료 및 영상
숭실대학교 물리학과, (2020), 일반물리실험 길이측정 강의자료
https://physics.ssu.ac.kr/%ea%b0%95%ec%9d%98%ec%9e%90%eb%a3%8c/%ec%9d%bc%eb%b0%98%eb%ac%bc%eb%a6%ac%ec%8b%a4%ed%97%98/?term_id=29&slug=2149
[네이버 지식백과] 자유낙하운동 [motion of free fall, 自由落下運動] (두산백과)
https://terms.naver.com/entry.naver?docId=1250884&cid=40942&categoryId=32227
[네이버 지식백과] 중력가속도 [Gravitational acceleration] (물리학백과)
https://terms.naver.com/entry.naver?docId=3537265&cid=60217&categoryId=60217
[네이버 지식백과] 포토게이트 [Photogate] (물리학백과)
https://terms.naver.com/entry.naver?docId=5810511&cid=60217&categoryId=60217
[네이버 지식백과] 종단속도 [Terminal velocity, Terminal speed] (물리학백과)
https://terms.naver.com/entry.naver?docId=3537258&cid=60217&categoryId=60217