[A+][일반물리학실험1] 포사체 운동 실험 보고서

소개글

일반물리학실험(1) 보고서입니다.
보고서 점수 만점 받았습니다.
시험은 쉬운 편이라 보고서에서 성적이 결정됩니다.
분석, 토의, 결론을 자세하게 적었습니다.

목차

1. 실험 목적
2. 실험의 이론(원리)
3. 실험 기구 및 실험 방법
4. 결과 및 분석(분석, 토의,오차 발생 원인)
5. 결론

본문내용

1. 실험 목적

균일한 중력장이 걸린 공간에서 초기 속력에 따른 비행시간, 그리고 발사각에 따른 포사체의 수평 도달거리를 측정하여 포물체 운동을 이해한다.

2. 실험의 이론 (원리)

연직 방향으로는 로 등가속도 운동, 수평 방향으로는 등속 운동하는 물체는 포물체 운동을 한다. 운동에 영향을 미치는 공기저항이나 지구 자전에 의한 효과는 무시한다. 다음 그림은 원점 O에서 초기 속도 로 출발한 포물체 운동의 궤도를 보여준다. 포물체 운동에서 가속도는 이므로 x축 방향으로 등속 운동, y축 방향으로는 등가속도 운동을 하며 이 되는 최고점에 도달한 후에 포물선 궤적을 그리며 낙하한다.

원점 O에서 초기 속력 , 발사각 로 발사된 물체가 위 그림과 같이 포물체 운동을 할 때, 물체의 운동 방정식은 다음과 같다.

식 (2)의 에서 시간 t를 식 (3)의 y에 넣어 정리하면 식 (4)를 얻는다.

식 (3)에서 시간 t를 소거하여 정리하면, 포물체 궤적임을 알 수 있다.

물체의 초기 속력 와 발사각 , 발사지점과 낙하지점의 높이차를 알면 식 (5)와 같은 궤도 방정식으로부터 포물체 물체의 수평 도달 거리와 최고 도달 높이를 예측할 수 있다. 최고점 도달 시 이므로 식 (2)에서 이고, 최고점 도달 시간은 다음과 같다.
(6)
식 (3)에서 에 최고점 도달 시간을 대입하면 최고점 높이 H를 구할 수 있다.
(7)
식 (3)에서 에 를 대입하면 수평 도달 거리 을 구할 수 있다.
(8)
수평 도달 거리는 일 때 최대값 이 된다. 초기 높이 H에서 초기 속력 으로 수평 방향 ()으로 던져진 물체의 경우, 이 되므로 낙하시간 만큼 수평으로 등속 운동하여서 떨어진 곳에 도달한다.

참고 자료

일반물리학실험/영남대학교 일반물리학실험 교재편찬위원회 편저/북스힐