물리학 실험 보고서_3-2 포물선 운동 실험 예비 보고서_200516_R0

1. 이 실험의 목적은 무엇인가?

① 포물선 운동을 하는 낙체의 가속도를 측정한다.

 

2. 측정치의 계산에 이용되는 관계식들을 기본 이론에서 찾아 각각의 물리적 의미를 설명하시오.

 

1) 수평․수직 방향의 속도

포물선 운동은 수평방향의 등속도 운동과 중력에 의한 수직방향의 낙하운동이 합성된 운동이다. 만약 어떤 물체를 수평면과

의 각으로 초속도

로 던졌다면, 이 물체는 수평방향으로는

의 등속도 운동을 하고, 수직방향으로는

인 초속도로 곧 바로 던져 올리는 경우와 같은 등가속도 운동을 한다.

 

2)

또는

t시간동안에 종축으로 움직인 거리를 s라 해서, 이 s를 평균속도와 시간의 곱으로 구할 수 있다.

 

3)

평균속도는 초기속도(

)와 최종속도(

)의 합의 반이다. 그런데 여기서 초기속도 는 0이므로 최종속도는 평균속도의 2배가 된다.

 

4)

또는

가속도

는 시간간격 t동안의 속도의 변화율이다. 따라서

인데

가 0이므로

가 된다.

 

5)

등가속도 운동에서의 이동거리를 구하는 식

에 가속도

에 종축방향의 가속도

를 대입한 것이다.

 

3. 본 실험의 수행 과정을 블록 다이아그램(block diagram)으로 작성하시오.

 

실험대 위에 경사판을 놓고, 적당한 경사각이 되게 다리 높이를 조절하여 수준계가 x축 방향에 대해 수평이 되게 한다.

↓

경사판이 안정되게 놓이도록 한다.

↓

그래프 용지의 종축방향의 굵은 표시선과 경사판위의 표시선이 일치하도록 하여 고정한다.

↓

직각골이 나있는 경사판을 그래프 용지의 회축방향의 표시선과 일치되게 고정하고 고정대를 적당한 위치에 고정시킨다.

↓

그래프 용지 위에 먹지를 놓고 테이프로 고정한다.

↓

철구를 직각골이 나있는 경사판 맨 위에 두고 자유로이 굴러내리도록 놓는다.

↓

철구를 10회 정도 굴러내린 다음 먹지를 떼고 그래프 용지를 떼어낸다.

↓

그래프 용지에 나타난 철구의 궤적으로부터 실험결과보고서에 있는 표에 측정치를 기록한다.