[자연과학] 일반물리학 실험 - 중력 가속도 측정

일반물리학 실험 - 중력 가속도 측정

1. 실험목적
우리가 배워온 중력가속도 g의 값을 마찰이 없는 경사면(Air Track)에서의 등가속도 운동과 자유낙하운동으로 측정해보고 이를 알려진 값과 비교해본다.

2. 실험이론
1) Airtrack 실험

그림 1.
빗면에서의 운동에서는 Air track에서의 운동과 같이 마찰을 무시할 경우, 중력의 빗면방향 분력이 운동의 외력이 된다. (그림 1.참조)
이때 빗면의 경사를 라 하면 중력의 빗면방향의 분력은 이므로 가 되고 이를 위식에 대입하면 가 된다. 이렇게 중력가속도를 구할 수 있다.
2) 자유낙하 실험
자유낙하운동에서는 물체에 주어지는 외력은 mg이고 이동거리는 h, 초기속도를 v0라고 하면 ma=mg에서 a=g 가 되고, 여기서 이므로 이를 2번 적분하면 가 된다. 우리 실험에서는 초기속도 v0가 0이므로 식을 정리하면 가 된다. 이 식에서 중력가속도 는 라는 식으로 정리된다.

3. 실험결과
1) Airtrack 실험
100 ㎝
8 ㎝
0.08
n
1회
2회
3회
4회
5회
평균
t
1.4548s
1.4450s
1.4822s
1.4682s
1.4748s
1.4650s
11.6484m/s2
18.8612%
100 ㎝
10 ㎝
0.10
n
1회
2회
3회
4회
5회
평균
t…(생략)