[자연과학]일반물리학실험 - 중력가속도(3)

물리학 및 실험

1. 실험 제목
중력가속도

2. 실험 목적

마찰 없는 미끄럼판(air track)과 광감지기(photogate)를 이용하여 마찰이 없는 등가속도 운동을 실현해 봄으로써 가속도 운동의 기본개념을 익히고, 중력가속도를 실제로 측정해 본다.

3. 실험 이론

- 중력가속도 A (에어트랙을 이용한 중력가속도 측정) -

마찰을 무시할 때, 각도 만큼 기울어진 비탈면 위에 있는 물체에 작용하는 가속도 의 크기는 이다. 여기서 은 중력가속도의 크기이다.

이때 가속도는 시간에 따라 변하지 않으며 이 경우 경과한 시간 , 움직인 거리 , 처음 속도 사이에는 다음과 같은 식이 성립한다.

빗면 위에 물체를 가만히 놓을 때는 이므로

이 되고, 따라서 빗면 위에서 거리 를 이동하는 데 걸리는 시간 를 측정하게 되면
의 식으로부터 중력가속도를 측정할 수 있다.
- 중력가속도 B (낙하하는 물체를 이용한 중력가속도 측정) -

그림과 같이 정지 상태의 질량 인 구슬을 이용하여 높이 에서 자유낙하 운동을 시킬때, 물체에 작용하는 힘 는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

(자유 낙하 운동이므로 가속도 는 중력가속도 로 쓸 수 있다.)
…(생략)