[자연과학]일반물리학 - 비탈면 가속도 규칙 규명

1. 실험목적

비탈면에서 물체에 작용하는 힘을 이해하고 경사각과 가속도의 관계 규명

2. 실험원리 및 이론

경사면 위에 놓인 임의의 물체에 작용하는 중력g의 방향은 지구 중심을 향하고 있다. 중력을 경사면에 나란한 성분과 수직한 성분으로 분류하면 나란한 성분은 gsinθ이고 수직한 성분은 gcosθ 임을 알 수 있다. 경사면 위에 놓은 물체를 가속시켜 경사면을 따라 내려오도록 하는 힘은 중력과 경사면에 나란한 성분인 gsinθ이다. 경사면의 기울어진 정도가 심할수록 gsinθ도 증가하므로 우리가 일상적으로 체험하는 바와 같이 경사면을 따라 내려가는 물체의 가속도도 경사각도에 따라 증가하게 된다. 그러나 중력은 일정한 힘이며 경사각도가 정해지면 중력의 경사면에 대한 성분도 일정함으로 경사면을 따라 내려가는 물체는 등가속도 운동을 하게 된다. 경사면 위의 물체와 경사면 사이의 마찰을 최소화하기 위하여 본 실험에서는 트랙에 홈이 있고 바퀴가 달린 수레를 경사면위에 놓인 물체로 사용한다.

3. 실험방법

1) 스텐드로 트랙고정

2) 경사각도를 5도 간격으로 변화시켜 가며 가속도를 측정

3) 출발속도를 변화시켜가며 측정

4) 그림에 보는것과 같이 셋팅 후 값을 표에 장입

4. 결과

fig.1 기울기 5도
fig.2 기울기 5도
fig.3 기울기 10도
fig.4 기울기 10도
fig.5 기울기 15도
fig.6 기울기 15도
실험 #초기속도Vo각도 θsinθ9.8 x sinθa,exp (m)A%차이1-0.4550.087 0.854 0.820 0.41 4.0%2-0.350.087 0.854 0.803 0.40 6.0%3-0.4100.174 1.702 1.590 0.79 6.6%4-0.9100…

5. 위치-시간 그래프의 곡률(의 계수)와 속도-시간 그래프의 기울기는 어떻게 관계 되는가

1) 오차의 원인

2) 실험을 하면 서 보완할 점