2. 실험 목적
물체가 각도를 가지고 발사된 경우의 운동을 살펴보고 이 물체의 운동이 각도에 따라 어떤 변화를 보이는지 관찰한 다음 포물선운동을 하는 포사체의 운동을 이해한다.
3. 실험 이론
* 등속도운동 : 등속도 운동이란 물체가 일정한 속도(속력+방향)를 가지고 진행하는 운동이다. 물체가 계(system)에서 받는 힘의 총합, 즉 알짜힘이 0일때 이러한 운동을 할 수 있다. 그러나 알짜힘이 0이면 무조건 등속도운동을 하는 것은 아니다. 그 이유는 물체에 관성이 존재하기 때문이다. 관성이란 정지한 물체는 계속 정지하려하고 운동하는 물체는 그 운동을 유지하려는 성질을 말한다. 따라서 물체가 등속도운동을 하려면 속도가 0이 아니어야 한다. 그러면 물체는 정지하지 않고 일정한 속도로 등속도 운동을 하게 된다.
등속도 운동에서 물체의 속도를 라하고 변위를 라 하면 다음의 관계가 성립한다.
평균속도()는 단위시간동안에 변위()로 정의한다. 즉 이다. 여기서는 등속도운동이기 때문에 속도는 일정하고 그 속도는 평균속도와 같다. 따라서 이므로 가 된다.
밑의 그래프를 보면 알 수 있지만 변위는 속도-시간그래프에서 면적을 의미한다.(정확히는 적분의 개념을 도입해야 됨.)
* 등가속도운동 : 등가속도운동이란 물체가 일정한 가속도를 가지고 진행하는 운동이다. 등가속도운동은 힘을 받으며 운동하는 가속도운동의 하나로 물체에 작용하는 알짜 힘이 일정(알짜힘0)하면 이러한 운동을 하게된다.
이는 뉴턴의 제 2법칙 가속도의 법칙에서 확인할 수 있다.
뉴턴의 제 2법칙에 따르면 가속도=힘/질량 ()이다. 질량은 항상 일정한 상수이므로 알짜힘()이 일정하다면 위의 식에서 가속도가 일정함을 확인할 수 있다.
물체가 등가속도운동을 할 때 물체의 초기속도를 라 하고 물체의 초 후의 속도를 , 가속도를 , 이동거리를 라 하자. 그러면 다음의 관계가 성립한다.
2012.11.29
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