1. 실험 제목: 에어트랙 실험
2. 실험 목적: 마찰 없는 미끄럼판(air track)과 광감지기(photogate)를 이용하여 마찰이 없는 등가속도 운동을 실현해 봄으로써 가속도 운동의 기본개념을 익히고, 중력가속도를 실제로 측정해 본다.
3. 관련 이론: 마찰을 무시할 때 각도 만큼 기울어진 비탈면 위에 있는 물체에 작용하는 가속도 a의 크기는 gsin이다. 여기서 g=9.8m/s²은 중력가속도의 크기이다.
이때 가속도는 시간에 따라 변하지 않으며 이 경우 경과한 시간 t, 움직인 거 리 D, 처음 속도 V₀사이에는 다음과 같은 식이 성립한다.
D=V₀t+½ at²
빗면 위에 물체를 가만히 놓을 때는 V₀=0이므로
D= ½ gsint²
이 되고, 따라서 빗면 위에서 거리 D를 이동하는 데 걸리는 시간 t를 측정하면
g=2D/t²sin
이 식으로부터 중력가속도를 측정할 수 있다.
4. 실험 장치 및 기구
에어 트랙(air track)
압축공기공급장치(air supply)
포토게이트 타이머(photogate timer)
포토게이트(photogate)
글라이더(glider)
플래그(flag)
기타(미터자, 높이조절기, 수평자)
5. 실험 방법:① 수평자를 이용하여 에어트랙의 수평을 맞춘다.
② 높이 h의 받침목을 에어트랙의 한쪽 끝에 괴고 글라이더를 높은 쪽에서부 터 한두 차례 미끄러뜨려 보아 마찰이 없이 잘 내려가는지를 확인한다.
③ 포토게이트 타이머를 pulse 모드로 하고 글라이더를 미끄러뜨려 보아 포토 게이트 타이머가 주어진 방법대로 동작하는지 확인한다.
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2014.05.23
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