자연과학 자료실 일반물리학 결과 보고서 – 자유 낙하 운동 보고서

자연과학 자료실 일반물리학 결과 보고서 – 자유 낙하 운동 보고서

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자연과학 자료실 일반물리학 결과 보고서 – 자유 낙하 운동

[자연과학] 일반물리학 결과 보고서 – 자유 낙하 운동

일반물리실험 결과보고서

실험 제목 자유 낙하 운동
1. 실험 목적

물체가 낙하 시간 동안에 낙하한 거리를 측정하여 중력 가속도 를 계산한다.

2. 이론 요약

공기의 저항을 무시하면 연직 방향의 운동 방정식은
이므로
에 대해 적분하면
다시 에 대해 적분하면
정지한 상태()에서 떨어뜨리면 낙하한 거리 는
위 식을 변형한 으로부터 중력 가속도 를 구할 수 있다.

3. 방법 요약

질량이 다른 2개의 쇠공(추)을 준비한다.
스탠드에 자석으로 쇠공을 고정시킨다.
기준자로 낙하거리의 기준을 정한 뒤 카메라로 캡처하여 좌표계 설정을 한다.
‘캡처시작‘을 클릭하고, 타임스위치를 눌러 공을 떨어뜨린다.
카메라 분석을 통해 그래프를 구한다.
이 같은 과정을 작은 공, 큰 공 각각 세 번씩 총 6번 반복한다.

4. 실험값 및 계산

실험 1 추의 질량 m = 14.0g (작은 공)

횟수
추…일반물리실험 결과보고서

실험 제목 자유 낙하 운동
1. 실험 목적

물체가 낙하 시간 동안에 낙하한 거리를 측정하여 중력 가속도 를 계산한다.

2. 이론 요약

공기의 저항을 무시하면 연직 방향의 운동 방정식은
이므로
에 대해 적분하면
다시 에 대해 적분하면
정지한 상태()에서 떨어뜨리면 낙하한 거리 는
위 식을 변형한 으로부터 중력 가속도 를 구할 수 있다.

3. 방법 요약

질량이 다른 2개의 쇠공(추)을 준비한다.
스탠드에 자석으로 쇠공을 고정시킨다.
기준자로 낙하거리의 기준을 정한 뒤 카메라로 캡처하여 좌표계 설정을 한다.
‘캡처시작‘을 클릭하고, 타임스위치를 눌러 공을 떨어뜨린다.
카메라 분석을 통해 그래프를 구한다.
이 같은 과정을 작은 공, 큰 공 각각 세 번씩 총 6번 반복한다.

4. 실험값 및 계산

실험 1 추의 질량 m = 14.0g (작은 공)

횟수
추세선식 ( )
중력 가속도()
오차(%)
1

999.6
2.00
2

998.8
1.92
3

999.7
2.01
평균

999.4
1.98
그래프
실험 2 추의 질량 m = 23.8g (큰 공)

횟수
추세선식 ( )
중력 가속도()
오차(%)
1

999.5
1.99
2

999.9
2.03
3

999.9
2.03
평균

999.8
2.02
그래프
5. 결과 및 분석

실험 1과 실험 2의 결과를 분석한 것을 통해
비록 실제 중력가속도 값과 약간의 오차가 발생하기는 했지만
질량의 변화에 따른 중력가속도의 차이는 거의 없다는 것을 알 수 있었습니다.

중력가속도를 구하는 과정에서 오차가 생긴 원인으로는 시간을 생각해 볼 수 있습니다.
위 실험에서 중력가속도는 시간에 따른 속도 변화량에 의해 구해집니다.
우리는 쇠공이 전자석에서 떨어지는 시점에서부터 시간을 측정했습니다.
하지만 우리는 쇠공이 전자석에서 떨어지는 정확한 시점을 알 수는 없었습니다.
미세한 차이겠지만 그로 인해 중력가속도를 구하는 과정에서 오차가 생겼을 거라고 생각이 됩니다.

또 다른 원인으로는 공기 저항을 생각해 볼 수 있습니다.
실험을 할 때 우리는 공기의 저항을 무시한다는 전제를 두었습니다.
공기의 저항이 없는 진공 중에서 물체를 자유 낙하시킨다면 물체의 무게나 모양에 관계없이 물체는 같은 속도로 자유 낙하할 것입니다.
하지만 실제로는 물체의 모양이 다르면 공기의 저항이 달라지고 그 공기저항의 크고 작음에 따라 물체가 낙하하는 속도 또한 달라지므로 그로 인한 오차가 생겼을 수 있다고 생각이 됩니다.

그 밖에 공이 전자석으로부터 떨어지는 과정에서 가해진 힘이 쇠공이 수직으로 떨어지는 것을 방해하고 낙하 시간에 영향을 주었을 것이라는 생각도 들었습니다.

자료출처 : https://www.ALLReport.co.kr/search/Detail.asp?xid=a&kid=b&pk=15013023&sid=leesk55&key=

[문서정보]

문서분량 : 3 Page
파일종류 : HWP 파일
자료제목 : 자연과학 자료실 일반물리학 결과 보고서 – 자유 낙하 운동
파일이름 : [자연과학] 일반물리학 결과 보고서 – 자유 낙하 운동.hwp
키워드 : 자연과학,일반물리학,자유,낙하,운동,자료실,결과,보고서
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