자유낙하운동에 의한 중력가속도 측정 Down
자유낙하운동에 의한 중력가속도 측정 Down
자유낙하운동에 의한 중력가속도 측정
자유낙하운동에 의한 중력가속도 측정
`실험`자유낙하운동에 의한 중력가속도 측정
1. 실험목적
일상생활에서 우리는 어떤 물체를 떨어뜨리면 그 물체는 속도가 점점 증가하며 바닥으로 떨어지는 현상을 많이 보았다. 이것은 지구가 중력장을 발산하기 때문인데 이 중력장은 지구 표면상의 모든 물체를 지구 중심방향으로 끌어당기는 힘들의 영역이라고 할 수 있다. 이번 실험에서 우리는 지구 표면에서 자유낙하하는 물체의 가속도를 측정하고, 또한 실험에 사용될 여러 가지 도구들의 사용법을 숙지 해야한다.
2. 실험 준비물
- 자유낙하 실험장치 ( 공 투하 장치, 리셉터 패드, 제어박스, 케이블, 폰잭 커넥터 )
- 큰 구슬, 작은 구슬
- 죔쇠
- 봉 스탠드
- 전자 시간 측정장치
- 계량막대
3. 원리 및 이론
자유낙하운동
지구 중심에 가까울수록 지구가 물체를 잡아당기는 만유인력이 커지므로, 중력은 엄밀히 말해 일정한 크기의 힘이라고 할 수 없다. 하지만 지구 표면 근처에서 물체가 낙하한다면 지구의 반지름에 비해 이동거리가 매우 짧으므로 중력의 크기 변화를 무시할 수 있다. 그러므로 나무에서 떨어지는 사과와 같은 물체는 일정한 크기의 중력을 받으며 지면을 향해 떨어진다. 공기저항을 무시하면 물체는 지면을 향해 등가속도 직선운동을 한다.
중력가속도
중력의 크기는 물체의 질량에 비례한다. 즉, 무거운 물체에 더 큰 중력이 작용한다. 하지만 무거운 물체가 가벼운 물체보다 더 빨리 떨어지지는 않는다. 운동의 제2법칙, F=ma을 살펴보면, 가속도 a는 힘과 질량이 서로 비례하므로 물체의 질량에 상관없이 일정하다. 이렇게 중력에 의한 일정한 가속도를 중력가속도 g라고 한다. 중력가속도는 모든 물체에 동일하므로 공기의 저항을 무시할 때, 물체는 질량에 상관없이 같은 시간 동안 같은 높이를 떨어진다.
4. 실험방법
1. 장비들을 설치한다.
2. 높이를 설정하고 큰구슬 올린다.
3. 높이를 기록지에 적고 구슬을 떨어뜨린다. 그리고 시간을 기록지에 적는다.
4. 위와 같은 방법을 9번 반복한다.
5. 구슬을 작은 구슬로 바꾸고 위와 같은 방법으로 10번 실험을 한다.
6. 높이를 다르게 설정하고 위와 같은 방법으로 실험을 하고 기록지에 적는다.
7. 기록지에 적은 시간의 평균을 구한다.
5. 실험 결과
공식 :
측정횟수
h = 0.5 m
h = 0.7 m
h = 1 m
큰 구슬
작은 구슬
큰 구슬
작은 구슬
큰 구슬
작은 구슬
1
0.2815
0.2843
0.3474
0.3503
0.4274
0.4297
2
0.2826
0.2839
0.3484
0.3496
0.4279
0.4291
3
0.2818
0.2837
0.3485
0.3496
0.4276
0.4288
4
0.2816
0.2846
0.3476
0.3491
0.4275
0.4293
5
0.2816
0.2841
0.3475
0.3494
0.4269
0.4290
6
0.2822
0.2840
0.3470
0.3490
0.4280
0.4300
7
0.2821
0.2837
0.3474
0.3504
0.4269
0.4299
8
0.2816
0.2836
0.3475
0.3503
0.4274
0.4295
9
0.2824
0.2839
0.3486
0.3490
0.4274
0.4287
10
0.2823
0.2847
0.3484
0.3498
0.4280
0.4301
평균
0.28197
0.28405
0.34783
0.34965
0.4275
0.42941
6. 결론 & 소감
이번 실험은 물체를 자유낙하운동에 대한 중력 가속도를 측정해보는 실험이다. 중력가속도에 대하여 공부하면서 중력가속도가 일정할 때 공기저항을 제외시킨다면 물체의 질량이나 크기에 영향을 받지 않는다는 것을 알 수 있었다. 그러나 이번 실험에서는 공기의 저항을 받게 되어서 그런지 큰 구슬이 작은 구슬보다 좀 더 빨리 떨어진 것을 확인할 수 있었다. 위의 표를 보면 높이가 0.5m일때 평균적인 측정 결과를 보면 큰 구슬은 0.28197초에 떨어졌고 작은 구슬은 0.28405초에 떨어졌다. 눈으로는 확인할수 조차 없는 시간이지만 기계를 사용하니 그 조그만한 구슬도 공기에 저항을 받는다는 것을 확인할 수 있었다. 즉 우리가 살고 있는 지구 안에서 만큼은 물체가 떨어질 때 걸리는 시간은 물체의 크기와 질량에 미미한 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다.
자료출처 : http://www.ALLReport.co.kr/search/Detail.asp?pk=17038018&sid=sanghyun7776&key=
[문서정보]
문서분량 : 3 Page
파일종류 : HWP 파일
자료제목 : 자유낙하운동에 의한 중력가속도 측정
파일이름 : 자유낙하운동에 의한 중력가속도 측정(2).hwp
키워드 : 자유낙하운동,의한,중력가속도,측정,자유낙하운동에
자료No(pk) : 17038018
자유낙하운동에 의한 중력가속도 측정
자유낙하운동에 의한 중력가속도 측정
`실험`자유낙하운동에 의한 중력가속도 측정
1. 실험목적
일상생활에서 우리는 어떤 물체를 떨어뜨리면 그 물체는 속도가 점점 증가하며 바닥으로 떨어지는 현상을 많이 보았다. 이것은 지구가 중력장을 발산하기 때문인데 이 중력장은 지구 표면상의 모든 물체를 지구 중심방향으로 끌어당기는 힘들의 영역이라고 할 수 있다. 이번 실험에서 우리는 지구 표면에서 자유낙하하는 물체의 가속도를 측정하고, 또한 실험에 사용될 여러 가지 도구들의 사용법을 숙지 해야한다.
2. 실험 준비물
- 자유낙하 실험장치 ( 공 투하 장치, 리셉터 패드, 제어박스, 케이블, 폰잭 커넥터 )
- 큰 구슬, 작은 구슬
- 죔쇠
- 봉 스탠드
- 전자 시간 측정장치
- 계량막대
3. 원리 및 이론
자유낙하운동
지구 중심에 가까울수록 지구가 물체를 잡아당기는 만유인력이 커지므로, 중력은 엄밀히 말해 일정한 크기의 힘이라고 할 수 없다. 하지만 지구 표면 근처에서 물체가 낙하한다면 지구의 반지름에 비해 이동거리가 매우 짧으므로 중력의 크기 변화를 무시할 수 있다. 그러므로 나무에서 떨어지는 사과와 같은 물체는 일정한 크기의 중력을 받으며 지면을 향해 떨어진다. 공기저항을 무시하면 물체는 지면을 향해 등가속도 직선운동을 한다.
중력가속도
중력의 크기는 물체의 질량에 비례한다. 즉, 무거운 물체에 더 큰 중력이 작용한다. 하지만 무거운 물체가 가벼운 물체보다 더 빨리 떨어지지는 않는다. 운동의 제2법칙, F=ma을 살펴보면, 가속도 a는 힘과 질량이 서로 비례하므로 물체의 질량에 상관없이 일정하다. 이렇게 중력에 의한 일정한 가속도를 중력가속도 g라고 한다. 중력가속도는 모든 물체에 동일하므로 공기의 저항을 무시할 때, 물체는 질량에 상관없이 같은 시간 동안 같은 높이를 떨어진다.
4. 실험방법
1. 장비들을 설치한다.
2. 높이를 설정하고 큰구슬 올린다.
3. 높이를 기록지에 적고 구슬을 떨어뜨린다. 그리고 시간을 기록지에 적는다.
4. 위와 같은 방법을 9번 반복한다.
5. 구슬을 작은 구슬로 바꾸고 위와 같은 방법으로 10번 실험을 한다.
6. 높이를 다르게 설정하고 위와 같은 방법으로 실험을 하고 기록지에 적는다.
7. 기록지에 적은 시간의 평균을 구한다.
5. 실험 결과
공식 :
측정횟수
h = 0.5 m
h = 0.7 m
h = 1 m
큰 구슬
작은 구슬
큰 구슬
작은 구슬
큰 구슬
작은 구슬
1
0.2815
0.2843
0.3474
0.3503
0.4274
0.4297
2
0.2826
0.2839
0.3484
0.3496
0.4279
0.4291
3
0.2818
0.2837
0.3485
0.3496
0.4276
0.4288
4
0.2816
0.2846
0.3476
0.3491
0.4275
0.4293
5
0.2816
0.2841
0.3475
0.3494
0.4269
0.4290
6
0.2822
0.2840
0.3470
0.3490
0.4280
0.4300
7
0.2821
0.2837
0.3474
0.3504
0.4269
0.4299
8
0.2816
0.2836
0.3475
0.3503
0.4274
0.4295
9
0.2824
0.2839
0.3486
0.3490
0.4274
0.4287
10
0.2823
0.2847
0.3484
0.3498
0.4280
0.4301
평균
0.28197
0.28405
0.34783
0.34965
0.4275
0.42941
6. 결론 & 소감
이번 실험은 물체를 자유낙하운동에 대한 중력 가속도를 측정해보는 실험이다. 중력가속도에 대하여 공부하면서 중력가속도가 일정할 때 공기저항을 제외시킨다면 물체의 질량이나 크기에 영향을 받지 않는다는 것을 알 수 있었다. 그러나 이번 실험에서는 공기의 저항을 받게 되어서 그런지 큰 구슬이 작은 구슬보다 좀 더 빨리 떨어진 것을 확인할 수 있었다. 위의 표를 보면 높이가 0.5m일때 평균적인 측정 결과를 보면 큰 구슬은 0.28197초에 떨어졌고 작은 구슬은 0.28405초에 떨어졌다. 눈으로는 확인할수 조차 없는 시간이지만 기계를 사용하니 그 조그만한 구슬도 공기에 저항을 받는다는 것을 확인할 수 있었다. 즉 우리가 살고 있는 지구 안에서 만큼은 물체가 떨어질 때 걸리는 시간은 물체의 크기와 질량에 미미한 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다.
자료출처 : http://www.ALLReport.co.kr/search/Detail.asp?pk=17038018&sid=sanghyun7776&key=
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자료제목 : 자유낙하운동에 의한 중력가속도 측정
파일이름 : 자유낙하운동에 의한 중력가속도 측정(2).hwp
키워드 : 자유낙하운동,의한,중력가속도,측정,자유낙하운동에
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