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투사체운동 예비,결과보고서

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작성일17-11-29 19:47

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6) 공을 포토 게이트에 충돌하지 않도록 하면서 같은 경로로 굴려 하여 10번 측정(measurement)한다.

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투사체운동 예비,결과보고서
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투사체운동 예비,결과보고서






순서
설명
투사체 운동
예비보고서
1. 실험 목표
두 개의 포토 게이트와 컴퓨터 소프트웨어를 이용하여 공의 속도를 측정(measurement)하고 2차원 운동의 개념으로 투사체의 충돌 지점을 예측한다.

2. 실험 원리
공이 테이블에서 굴러서 바닥에 떨어질 때 이 공이 어느 곳에 떨어질 것인가를 등가속도의 운동 방정식을 이용하여 예측한다. 를 이용하여 시간을 구한다. 몇 번의 속도 측정(measurement) 결과의 차이에 따른 충돌예상 지점을 계산하고 각각의 시도에 따른 차이점을 고려한다.)
한 쌍의 포토게이트를 사용하면 하나의 포토게이트에서 다음 포토게이트까지 지나는데 걸리는 시간을 측정(measurement)할 수 있다고 하였으므로 둘 사이의 거리를 측정(measurement)하면 그 거리를 시간으로 나누면 속도를 측정(measurement) 할 수 있다.

4) 물체가 바닥에 떨어질 때 수평방향의 거리에 영향을 미치는 요인들을 생각해보고 어떠한 변화를 줄 것인가
책상면의 마찰력과 떨어질 때의 공기 저항 때문에 예측한 거리보다 못 미치는 곳에 떨어질 것이다.
2) 책상의 높이를 정확히 측정(measurement) 하고 테이블 끝의 바로 밑 지점을 원점으로 잡고 수평거리를 측정(measurement)할 수 있도록 자를 놓는다
3) 포토게이트를 수평 책상 위의 공의 운동 경로에 놓고 지지대를 고정시킨다.
운동에너지
따라서 거리 = 시간 × 속도
시간 = 거리 / 속도 이므로

약 0.23 초 …(생략) 소요된다

2) 한 쌍의 포토게이트를 이용하여 물체의 속도를 어떻게 계산할 수 있는지 설명(explanation)하시오. (한 쌍의 포토게이트를 써서 물체가 하나의 포토게이트를 지난 다음 다른 포토게이트를 지나는데 걸리는 시간을 정확히 측정(measurement)할 수 있다.
8) 공을 굴려 바닥에 떨어뜨리고 실제 충돌 지점까지의 거리를 측정(measurement)한다.
5) 속도를 계산할 수 있도록 두 포토 게이트 사이의 거리를 입력한다.
4) 실험파일을 열어 시간의 그래프와 속도의 그래프 두 개를 확인한다.


3. 실험 기기
컴퓨터, LabPro, LoggerPro, 포토 게이트, 경사판, 쇠구슬 , 1m자, 테이프, 스탠드, 모눈 종이, 먹지

4. 실험 방법
1) 경사판을 책상에 고정시켜 공이 경사판을 굴러, 책상의 끝에서 떨어질 수 있도록 장치한다.
마지막으로 구해진 속력 와 시간 를 곱하면 얼마나 멀리 날아갈지 예측할 수 있다.
7) 10번의 실험으로 average(평균)속도, 최소속도, 최대속도를 구하고 그 값들로 바닥에 떨어지는 지점을 예상하여 모눈종이에 표시한다.
결과보고서

시도
시간(초)
속도(m/s)
1
0.080619
1.240
2
0.079602
1.246
3
0.079902
1.252
4
0.080693
1.239
5
0.081378
1.229
6
0.080402
1.244
7
0.079806
1.253
8
0.080501
1.242
9
0.080437
1.243
10
0.080302
1.245
공의 지름
0.xxx m
최고 속도
1.256 m/s
충돌예상지점
0.5063 m
최저 속도
1.229 m/s
최단 충돌예상지점
0.5000 m


실험결과/기타



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다.

3) 물체의 수평방향의 속도를 안다면 공이 바닥에 떨어질 때까지 얼마나 멀리 날아갈 것인지 예측해 보시오.
를 수평방향의 속도라 하고 를 수직방향의 속도라 하자.
따라서 바닥에 떨어질때의 속력 이고
속도는 다르지만 위의 두 경우 모두 같은 높이 를 내려오므로 내려오는 시간은 모두 같다.

5. 예비 질문
1) 1m 높이에서 멈춰있는 공이 바닥에 떨어지는데 얼마만큼의 시간이 걸리는지 예측해보시오.
위치에너지 (은 질량으로 1㎏ 이라 가정)
바닥에 떨어 지면 위치에너지가 모두 운동에너지로 바뀐다.

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