[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
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…(생략)