자유낙하 실험 레포트

목차

1. 실험제목
2. 실험목적
3. 이론 및 원리
4. 장치 및 방법 (Experimental method)
5. 실험 결과 (Results)
6. 분석 및 토의 (Discussion)
7. 결론
8. 참고문헌 (References)

본문내용

1. 실험제목-자유낙하

2. 실험목적
서로 다른 질량을 가진 두 물체가 낙하하는 가속도를 구하고, 그 가속도가 중력가속도와 일치하는지, 공기저항력은 어떻게 다른지를 구한다.

3. 이론 및 원리
자유낙하란 어떠한 물체가 힘을 만유인력만 받아 일정한 가속도로 운동하는 상태이다. 중력을 제외한 다른 외력은 존재하면 안 되지만, 현실에서는 공기저항과 같은 다른 힘들을 받는다.

*만유인력의 법칙
1687년 뉴턴이 발표한 법칙이다. 질량을 가진 물체 사이에 작용하는 서로 잡아당기는 힘
자유낙하는 질량에 상관없이 중력가속도 g로 모든 물체에 동일하게 작용이 된다.
따라서 진공의 상태에서 질량이 다른 물체를 자유낙하시키면 같은 등속 운동을 하게 된다.

4. 장치 및 방법 (Experimental method)
장치 : 운동센서(낙하물체의 가속도와 추세선식 파악을 위함), 센서 가드(오차 발생의 원인을 사전에 차단하기 위함), 종이판(낙하물체), 850 인터페이스(센서가 측정한 가속도와 추세선식의 그래프를 컴퓨터에 입력, 표시하기 위함), 커팅매트(센서의 미끄럼 방지)

실험방법 :
1. 위의 장치들을 사진과 같이 세팅한 뒤, 플라스틱 상자는 책상아래에 둔다.
2. 커팅매트 위에 센서를 고정한 뒤, 센서 옆 면의 회전 각도기를 이용해 지면과 수직을 이루도록 설정한다. 센서의 range switch를 short switch로 변경한다.
3. 센서 위에 센서 가드가 연결선을 누르지 않도록 주의하여 설치한다.
4. 센서의 연결선을 850 인터페이스의 passport sensor 입력단자 1번에 방향을 정확히 확인하고 연결을 한다.
5. 실험대의 바탕화면의 우측 상단에서 1학기 실험 폴더를 찾아 자유낙하cap파일을 더블클릭하여 측정용 소프트웨어를 시작한다. 이때, 센서의 sampling rate는 100Hz를 사용한다.

참고 자료

Jearl Walker, David Halliday, Robert Resnick, 일반물리학, 11판, 텍스트북스, 2021.