A+ 전남대학교 일반물리실험1 탄도궤도(결과레포트)

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목차

1. 발사 속도 측정

2. 탄도 궤도 이론
(1) t=0일 때 높이(h)에서 각도(θ), 속도(v0)로 공을 쏜 경우, 공의 위치가 시간에 따라 어떻게 변화하는지 식으로 표현해보라.
(2) v0에는 앞에서 측정한 값을, h에는 발사대의 높이를, θ에는 적당한 값을 대입한 후, 0.1 초마다 x 좌표와 y 좌표 값을 계산해보라. h=0.8m, 를 사용하였다.
(3) 위의 결과를 아래 그래프처럼 나타내보라.

3. 탄도 궤도 실험
(1) 실제로 발사체로 공을 쏘아 공의 낙하지점을 측정한다. 바닥에 먹지를 깔고 공을 쏘면 공의 낙하 위치를 정확히 알 수 있다. 위에서 계산한 결과와 비교해보고 그 차이를 분석해보라.

4. 미션: 컵에 공 넣기

5. 고찰

본문내용

(1) 발사체를 실험 테이블의 적당한 위치에 고정한다. (Set A의 경우에는 도드래 바이스를 사용하여 흔들리지 않도록 한다.) 탄도가 날아가는 방향이 다른 조가 아닌 실험실의 바깥쪽을 향하도록 한다.

(2) 발사체가 쏘는 공의 초기 속도(v0)가 얼마인지 측정한다. (이 후의 실험을 위해 이 속도를 정확히 아는 것이 중요하다.) photogate를 사용하지 않고 측정하는 방법을 각자가 고안해야 한다.
Set A: 선택할 수 있는 3가지 발사속도 중 3~5 m/s 범위의 속도를 선택한다.
Set B: 발사속도가 약 3~5 m/s가 되도록 조절 나사를 움직인다.

(3) 매번 쏠 때마다 속도가 얼마나 일정한지 조사한다. 속도 편차가 너무 크다면 원인을 조사해서 해결해본다.
(예: 같은 조건에서 초기 속도를 10회 이상 측정하여 평균값과 표준편차를 구해본다.)

이번 실험에서는 Set B를 사용하여서 발사속도가 약 3~5m/s가 되도록 조절 나사를 움직였다. 위 사진에서 길이L이 7.5cm로 0.075m이고 스마트폰 카메라를 이용해 동영상을 찍어서 시간t를 잰 뒤 속도를 v= {L} over {t}를 이용하여 10회 측정하였다.

<중 략>

위 10회 초기속도의 평균은 2.875m/s이고 표준편차는 0.75입니다.
초기속도를 스마트폰 카메라로 측정을 하는데 있어서 스마트폰 동영상에는 시간이 0.01초 간격까지만 측정을 할 수 있어서 속도가 다양하게 나오지 않고 1.875, 2.5, 3.75로만 나왔다.

참고 자료

없음