[일반물리학 실험] 위로 던져진 공의 운동
○ 실험 원리
공의 위로 똑바로 던져 올리면 공은 정점에 도달할 때까지 속도가 감소한다. 즉 운동에너지는 점점 감소하고 위치에너지가 점점 증가하여 최고 높이의 정점에 다다르게 되면 운동 에너지는 0이 된다. 그 후 다시 중력의 힘을 받아 속도가 증가하면서 밑으로 떨어지게 된다. 속도 대 시간의 그래프를 보면 이 운동의 속도 변화를 쉽게 알아 볼 수 있을 것이다.
이 실험에서는 운동 감지기를 이용하여 연직 방향으로 던져진 공의 시간에 따른 거리, 속도 그리고 가속도를 잴 것이다. 실험을 마친 후 결과 그래프를 보면 거리 대 시간의 그래프와 가속도 대 시간의 그래프와의 관계에 대해 알 수 있을 것이다.
○ 실험 목표
○ 연직 방향으로 던져진 공의 거리, 속도, 가속도의 데이터를 수집한다.
○ 시간 대 거리, 시간 대 속도, 그리고 시간 대 가속도의 그래프를 분석한다.
○ 시간 대 거리, 시간 대 속도 그래프의 가장 적합한 방정식을 찾는다
○ 시간 대 가속도의 그래프로부터 평균 가속도를 결정한다.
○ 실험 기구
○ 기본 설정 : 컴퓨터, LabPro(인터페이스), LoggerPro(프로그램)
○ 센 서 : 운동 감지기(Vernier Motion Detector)
○ 기타 기구 : 배구공
○ 실험 방법
1. 운동 감지기를 바닥에 놓는다.
2. 운동 감지기를 LabPro 에 연결한다.
3. [일반물리 실험]폴더 안의 [03. 위로 던져진 공의 운동.cmbl]파일을 여시오. 시간 대 거리, 시간 대 속도, 시간 대 가속도 등 3개의 그래프가 나타날 것이다.
4. 운동 감지기의 위에서 공을 수직 방향으로 던져 올려 정확히 운동 감지기 위로 고이 떨어지도록 한다. 정확이 수직 방향으로 던져 올리기 위해서는 몇 번의 연습이 필요할 것이다. 공을 운동 감지기 위쪽 0.5m 지점에서 붙잡고 [수집] 버튼을 클릭하여 데이터를 수집한다.
○ 예비 질문
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2014.04.18
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