[자연과학] 일반물리학 실험 - 포물선 운동 실험

1. 실험방법

`실험 1. 예비 실험`

(1) 발사기를 그림 스탠드에 끼워서 고정한다.

★ 공이 발사될 때 반동으로 스탠드가 움직이지 않도록 스탠드의 발 주위에 테이프 등으로 걸림장치를 만들어 두자.

(2) 줄자를 약 2m 정도 당겨서 고정 장치를 사용하여 고정을 한 후 테이프로 실험대 위에 고정을 시킨다.

(3) 표적판을 발사기로부터 약 1m 떨어진 곳에 위치시킨 후 표적판 뒷면에 공받게를 고정시키고 앞면에는 종이와 먹지를 부착한다.

★ 표적판에 공이 충돌할 때의 진동이 공받게에 전달이 되어 시간을 측정하게 된다. 따라서 공받게의 면이 표적판의 뒷면에 접촉이 잘 되어 있는지 확인해야 한다.

(4) 발사기의 각을 약 30˚로 맞춘다.

(5)스마트계시기를 연결하고(이 때 공받게의 플러그는 스마트계시기의 2번 입력에 연결하자.) 1번 버튼을 눌러 TIME 모드에, 그리고 2번 버튼을 눌러 TWO GATES 모드로 설정한다.

(6) 발사기에 공을 장착할 때 딸깍 거리는 소리가 두 번 들리도록 Medium range로 장착을 한 후 스마트계시기의 3번 버튼을 눌러 표시가 나타나도록 한다.

(7) 방아쇠를 당겨서 공을 발사한다.

(8) 표적판에 나타난 공의 충돌위치로부터 공이 발사되어 표적판까지 비행한 수평거리와 표적판에 충돌한 공의 높이를 측정하고 공의 비행시간을 기록한다.

(9) 공을 10회 발사하여 공의 수평위치 및 수직위치와 시간의 평균값과 표준오차를 구한다.

`…(생략)

(10) 공의 비행시간 t와 수직이동거리 y-의 그래프를 그린다.

(11) 측정된 y 중 최대값을 이라고 할 때 공의 비행시간 t와 와의 관계 그래프를 그린다.

(12) 공의 수평이동거리 x-와 수직이동거리 y-의 그래프를 그린다.

(13) 표적판의 위치를 단계적으로 이동할 때만다 측정된 공의 비행시간의 변화 t와 수평이동거리의 변화 x로부터 각 구간의 수평이동 평균속도 를 계산한다. 그리고 각 구간의 평균 비행시간 와 수평이동 평균속도와의 관계 그래프를 그린다. 그래프의 기울기를 구하고 이 결과로부터 공의 초기속도 를 계산한다.

(14) 표적판의 위치를 단계적으로 이동할 때마다 측정된 공의 비행시간의 변화 와 수직이동거리 y로부터 각 구간의 수직이동 평균속도 를 계산한다. 그리고 각 구간의 평균 비행시간 와 수