물리시험보고서 - 포물체의 운동

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물리시험보고서 - 포물체의 운동
실험 결과 보고서

․ 실험 목적
물체가 각도를 가지고 발사된 경우의 운동을 살펴보고 이 물체의 운동이 각도에 따라 어떤 변화를 보이는지 관찰한 다음 중력을 받아 포물선 운동을 하는 포사체의 운동을 이해한다.

․ 이론
중력을 받으며 운동하는 포사체의 운동을 공기의 마찰을 무시하면 수평방향으로는 등속 운동을 하고 수직방향으로는 등가속도 운동을 한다. 수평방향에 대해 만큼 기울어진 각도로 발사된 물체의 수평방향속도는 이고, 수직방향의 속도는 이다. 여기에서 는 중력가속도, 는 발사 후 경과한 시간이다.
출발점 을 기준으로 할 때 수직방향의 위치는 이다. 포사체가 최고 높이 에 이르는 순간에는 수직방향의 속도가 0이 되므로 , 이다. 따라서 최고도달 높이 는 다음과 같다.

수평방향의 최고도달 거리 은

이고, 에 도달하기 위하여 걸린 시간 는 포사체가 최고점에 올라갔다가 다시 에 도달한 시간이므로, 이다. 따라서 최고도달 거리 은 다음과 같다.

초기속도 를 실험적으로 결정하려면 포토게이트를 gate 모드에 놓은 채로 탁자 위에서 론처를 수평으로 두고 공을 쏜다. 이때 공의 지름을 이라 하고, 측정 시간을 라 하면, 초기속도는 로 측정할 수 있다.

․ 실험 방법
(1) 제일 처음 해야 할 것은 구슬의 지름을 재는 일이다. 초속도 를 재는데 필요한 작업이다.
(2) 론쳐를 실험대에 고정시키고, 포토게이트를 gate 모드로 놓는다. 론쳐의 기울기를 (지면과 수평)에 놓고 발사하여 측정값으로 초속도 를 구한다.
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