[일반물리학실험] 등가속도 운동 결과보고서

Ⅲ. 고찰

1. 가속도의 이론적 배경과 실험 조건
   • 경사면을 따라 운동하는 물체의 가속도는 a=g⋅sin⁡θa = g \cdot \sin{\theta}a=g⋅sinθ로 표현되며, 이는 중력가속도 ggg와 경사면의 기울기 각도 θ\thetaθ에 의해 결정된다.
   • 실험에서는 트랙을 일정 각도로 기울이고, 오른쪽 끝에 운동 센서를 설치한 뒤, 왼쪽에서 카트를 밀어주어 운동을 측정했다.
   • 주의사항: 손의 힘 조절이 중요하며, 너무 세게 밀 경우 센서와 카트가 충돌할 수 있으므로, 실험 전 충분한 연습이 필요하다. 특히, 각도가 커질수록 필요한 힘의 크기도 달라진다.
2. 실험값과 이론값의 비교
   • 실험 결과, 이론값과 측정값의 가속도 사이에는 6.2%~10.1%의 차이가 발생했으며, 평균 오차는 약 7.63%였다.
   • 이는 비교적 양호한 실험 정확도로 판단되나, 여전히 이론값과는 일정한 차이를 보인다.
3. 각도에 따른 가속도의 변화
   • 실험 결과, 경사면의 각도가 증가함에 따라 측정된 가속도 값도 증가하였다. 이는 이론적으로도 타당한 결과로, sin⁡θ\sin{\theta}sinθ 값이 각도에 따라 증가하기 때문이다.
   • 하지만 동시에 이론값과 실험값의 오차도 함께 증가하는 경향이 나타났다. 이는 카트의 출발 위치 편차, 마찰력, 손으로 미는 힘의 불균형 등 다양한 요인에서 기인할 수 있다.
4. 초기속도 차이의 관찰
   • 이론적으로 초기속도를 나타내는 계수 BBB와 bbb는 동일해야 하지만, 실제 실험에서는 약 0.4 정도의 차이를 보였다.
   • 이는 센서의 위치, 측정 시작 시점의 미세한 오차, 카트가 출발할 때 가해지는 힘의 차이 등이 영향을 미친 것으로 분석된다.