[일반물리학실험] 자유낙하운동 예비 ＋ 결과보고서

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REPORT
자유낙하운동
예비 결과 보고서
과목명
일반물리학실험
지도교수
학과
학번
이름
제출일

1. 실험 목적

자유낙하하는 물체의 운동시간과 거리를 측정하여 지구중력장에서의 중력가속도를 구한다.

2. 관련 이론

처음속도 없이 정지 상태에서 중력만 받아 떨어지는 물체의 운동을 자유낙하운동이라 한다.
식의 등가속도 운동 방정식에서 처음 속도를 0, 낙하 위치를 기준점으로 잡으면 이 되어
와 같이 된다. 자유낙하운동에서 공기의 저항은 무시하기로 한다.
본 실험에서는 강체구가 만큼 낙하하였을 때 걸린 시간 를 측정하여 그 결과로부터
에 대입하여 중력가속도 를 구할 수 있다.
수식으로부터 중력가속도는 추의 질량에는 무관하고 오직 낙하거리와 시간에만 의존함을 알 수 있다.

3. 실험 기구

 자유낙하운동 실험장치
 다양한 수직추

4. 실험 방법

1. 먼저 그림 10.2에서 보는 것과 같이 실험장치를 구성한다. Main Control Unit과 Holding장치, Ph…(생략)

5. 쇠구슬의 직경()을 측정하고 Holding장치에 부착한다.

6. Time-of-Pad의 지시침 위치()를 기록한다.

7. Holding장치의 지시침 위치()를 기록한다.

8. Main Control Unit의 버튼을 누르면 수직추가 떨어지는 동시에 Photogate Timer의 작동이 자동으로 실행된다.

9. Main Control Unit의 버튼을 누르면 강체구가 낙하하기 시작하고 포토게이트 타이머가 시간기록을 시작한다. 강체구가 Time-of-Pad에 닿는 순간 포토게이트 타이머는 시간을 멈추고 강체구의 운동시간을 표시 할 것이다. 강체구의 운동시간()를 5회 반복실험하여 평균값을 기록한다.

10. Holding장치의 위치를 5cm씩 이동시켜 4~8의 과정을 반복한다.

11. 측정값으로부터 축을 운동시간(), 축을 이동거리()로 하여 그래프를 작성한다. 그래프의 기울기로부터 중력가속도 를 산출한다.

12. 직경이 다른 강체구로 바꾸어 위의 실험을 반복한다.

※ 스트로보스코프를 사용하면 교재의 그림 10.2와 같이 강체구가 자유낙하운동하는 동안 등 시간간격동안 낙하거리가 길어짐을 눈으로 쉽게 확인 할 수 있다.

1. 강체구 A(= 15.7 mm)

592.3

340.94

627.3

348.56

657.3

358.21

672.3

360.02

682.3

363.28

702.3

370.83

717.3

374.68