[자연과학] 일반물리학 실험 - 자유낙하 실험

일반물리학 실험 - 자유낙하 실험 1. 실험목적 낙하하는 구슬의 낙하시간을 측정하여 중력 가속도를 측정한다. 2. 실험에 관한 이론 1) 갈릴레이의 낙체법칙 갈릴레이는 정지 상태에서 물체가 낙하하면 속도가 점차 빨라진다는 사실에서 가속도의 개념을 도입하고, 피사의 사탑에서 무게가 다른 두 물체를 떨어뜨렸을 때 두 물체가 동시에 땅에 떨어진다는 사실을 관찰하여‘같은 장소에서 중력에 의한 낙하 가속도는 모든 물체에 대하여 동일하다.’라는 결론을 얻었다. 2) 뉴턴의 제 2법칙 물체의 운동 상태를 변화시킬 수 있는 요인을 힘(force)이라고 부르며, 운동 상 태의 변화는 가속도로 나타난다. 이 힘과 운동 상태의 변화, 즉 가속도 사이의 관계를 운동법칙(law of motion), 또는 뉴턴(Newton)의 제 2법칙이라고 부른다. 뉴턴이 발견한 운동법칙에 의하면 물체에 가해진 힘 F와 힘에 의한 물체의 가속 도 a사이에 아래와 같은 비례 관계가 성립한다. (1) 이 때, 비례상수 m이 물체의 (관성)질량이다. 힘 F가 일정한 경우에는 (1)에 따라서 물체의 가속도도 일정하고(물체의 질량이 속도와 무관하게 일정한 경우), 따라서 시간 t에서의 물체의 속도 v는 다음과 같 이 주어진다. : initial velocity (2) 1차원 운동을 하는 물체가 시간 t동안에 움직인 거리는 식(2)의 적분으로부터 아 래 식과 같이 주어진다. (3) 실험을 통해 얻어진 위치-시간 그래프 및 속도-시간 그래프는 (2)및 (3)과 비교해 볼 수 있다. 즉, 시간 t에 따른 낙하 거리 h의 변화를 측정한 결과를 (3)과 비교하 면 가속도의 변화를 통해 물체의 운동 상태를 파악할 수 있다. 출처 :　서울대학교 물리학 실험실(http://physlab.snu.ac.kr/newphyslab/lab/) 3) 중력 가속도(자유 낙하 가속도) …
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