[자연과학] [일반물리실험] Two-Dimensional Motions

General Physics Laboratory
`Two-Dimensional Motions`
Title
Two-Dimensional Motions
Abstract
2차원 운동에 대해 알아보고, 마찰이 없는 평면 위에서 등속 직선 운동, 등가속도 직선 운동, 두 물체의 충돌 실험을 수행하였다.
Introduction
기본적인 2차원 운동에 대한 이해를 높이기 위해 Air table, Air blower, I-CA System과 Puck을 이용하여 등속 직선 운동, 등가속도 직선 운동, 두 물체의 충돌 실험을 수행하였다. 각각의 실험에 대해 비디오 분석을 하고, 실험 데이터를 이론적인 값과 비교하며 2차원 운동에 대해 알아본다.
그림 등속도운동 s-t
Theoretical background
실험1: Linear motion in constant velocity
그림 속도 성분
물체가 일직선상을 일정한 속도로 운동하고 있을 때 이를 등속 직선 운동, 또는 등속도 운동이라고 한다. 이때 물체의 변위와 방향이 동일하므로 같은 시간 동안의 변위의 크기와 이동 거리는 같다. 또, 물체의 속력과 운동 방향이 일정하므로 이동 거리는 걸린 시간에 비례한다. 물체가 일정 속력으로 일정시간 동안 일직선상을 운동하였을 때 속도 는 다음과 같이 나타낼 수 있다.
(이때, 〓변위 〓시간)
즉, 등속 직선 운동의 속도는 Puck의 변위와 시간을 통해 얻을 수 있다. 이 때 속력은 벡터이므로 그림2과 같이 와 성분으로 나누어 볼 수 있다.
실험2: Linear motion in constant acceleration
그림 등가속도운동
경사진 평면에서 직선 운동하는 물체의 가속도는 다음과 같다.
(〓이동거리, 〓가속도, 〓시간)
이 때 평…

1.Screen에 Air table이 보일 수 있도록 Air table과 Camera를 세팅한다. 이 때 Air table 조절 나사를 이용하여 테이블의 평형을 맞춘다.

2. 50cm Standard ruler를 사용하여, 좌표계 설정을 하고, IRIS 버튼을 이용하여 Puck의 색을 구분 할 수 있도록 Brightness를 조절한다.

3. Standard ruler를 제거하고, Air blower을 통해 Puck이 자유롭게 움직일 수 있도록 공기를 공급한다.

4. 캡쳐 시작 후 Puck을 직선방향으로 움직이게 하고 캡쳐를 종료한다.

5. 실험 동영상을 분석한다.

6. 동영상을 통해 알아낸 와 분석한 데이터의 , 를 이용하여 이론적인 결과와 비교한다.

7. 관계식을 통해 중력가속도 를 산출하고, 이를 실제 값과 비교한다.