[자연과학] 물리실험 - 자유낙하운동

물리실험 - 자유낙하운동

1. 실험이론 정리

1)실험 목적 : 자유낙하하는 물체의 운동시간과 위치를 측정하여 지구 중력장에서의 중력가속도를 구한다.

2)관련 이론 : 중력만 받고 떨어지는 물체의 운동을 자유낙하운동이라 한다. 지표면 근처에서의 중력은 거의 일정하다고 볼 수 있으므로, 처음 높이 에서 까지 떨어질 때의 운동은 일정가속도 운동이다. 임의의 시간 일때 물체의 위치를 라 한다면 운동방정식은 식 11.1과 같이 쓸 수 있다.

(11.1)
이때 공기저항은 무시되었으며, 는 중력가속도이고, 는 물체가 낙하하기 직전의 속도이며 본 실험에서와 같이 정지상태에서 낙하한다면 이라 놓을 수 있다. 그림 11.1과 같은 경우 식 11.1은 다음과 같이 정리할 수 있다.
(11.2)
이 식의 양변에 자연로그를 취하면
(11.3)
그림 11.1 자유낙하 실험장치
이 되고, 이것은 양축을 로그로 하는 로그그래프지 위에 그렸을 때 직선이 나옴을 의미한다. 앞서 다룬 그래프와 식에서의 방법으로 직선의 방정식을 세우고, 절편 를 찾으면 중력가속도를 다음과 같이 수할 수 있다.
(11.4)

2. 실험 data

1)실험값

(1) 강체구 A의 직경, 1.5cm

1…(생략)

53.5

(1)강체구A의 로그 그래프

(2)강체구B의 로그 그래프

1) 오류 및 개선

나)공기저항

다)자이로드롭