[자연과학] 일반물리학실험 - 포물선 운동(Projectile Motion)

일반물리학실험 - 포물선 운동(Projectile Motion)

1. 실험 목표
- 포물선 운동을 수평운동과 수직운동으로 나누어 분석하고, 이 때 에너지 보존 법칙이 성립하는지를 알아보아라.

2. 실험적 이론
지면과 일정한 각도를 이루어 던져진 물체는 지면에 수직인 방향으로만 일정한 크기를 가지는 중력의 영향을 받는다. 수평 방향으로는 등속도 운동을 하며 수직 방향으로는 등가속도 운동을 하게 된다. 이 때 물체가 그리는 궤적을 포물선 운동이라고 한다.
처음속도를 라 하면 =cos, =sin
(은 일정)

∴j (1)
그리고
∴ (2)
(1), (2)를 이용해보면
여기서 y(x)=0이고 t에서 ,
따라서 (3)
수평거리 R은 (3)을 (1)에 대입해서 구할 수 있다.
3. 실험 방법
① 카메라와 컴퓨터 등을 실험을 잘 할 수 있도록 준비한다.
② 분석프로그램의 좌표계를 설정한다.
③ 발사기를 수평으로 맞추고 쏘아 초기속도를 분석한다.
④ 40도, 45도로 각각 각도를 조절한 후 쏜다.
⑤ 얻어낸 자료를 분석한다.
⑥ 자료에 근거하여서 중력가속도와 역학적 에너지가 보존되는지를 확인한다.

4. 실험 결과
t-x
t-y

(1) 발사각도 40°
t-x
t…(생략)