일반 물리학 실험 - 포물선운동

일반 물리학 실험 - 포물선운동

1. 실험 목적
수평면에 대해 임의의 각도로 공을 발사하고 발사된 공이 수평 방향과 수직 방향으로 어떤 운동을 하는지 알아본다.

2. 실험 원리
공기의 저항을 무시한다고 했을때, 발사된 공의 t초 후 위치의 수평 방향 성분은 X=X0+(V0cos)t 이다.
발사된 공의 t초 후 위치의 수직 방향 성분은 Y=Y0+(V0+sin)t-1/2gt^2 이다. (g=중력 가속도)
수평 방향의 속도는 Vx=V0cos 이고,
수직 방향의 속도는 Vy=V0sin-gt 이다.
위에서 구한 수평,수직 방향의 성분을 이용하여 발사체의 경로 방정식을 구할 수 있다.
이 결과는 y=ax+bx^2+c의 형태인 포물선의 방정식이다.
그러므로 발사체의 경로는 포물선을 이룬다.

3. 실험 기구 및 재료
발사기, 쇠공, 줄자, 포토게이트, 공받개, 표적판, 스마트 계시기, 먹지, 종이

4. 실험 방법
[실험 1]
1. 발사기를 고정 시킨다.
2. 줄자의 150cm 지점에 표적판을 위치시킨 후 표적판 뒷면에 공받개를 고정시키고 앞면에는 종이와 먹지를 부착한다.
3. 발사기의 각을 30도로 맞춘다.
4. 발사기에 공을 장착 후 두 번의 딸깍거리는 소리가 들리도록 장치한 후, 스마트 계시기를 설정한다.
5. 발사기의 공을 발사한다.
6. 표적판에 나타난 공의 충돌 위치로부터 공이 발사되어 표적판까지 비행한 수평 거리와 표적판에 충돌한 공의 높이를 측정하고 공의 비행시간을 기록한다.
7. 위와 같은 실험을 10회 반복한다.

[실험 2-1]
1. 발사기의 각도를 20도로 고정시킨다.
2. 표적판의 위치를 줄자의 60cm 지점에 위치시키고, 표적판의 뒷면에는 공받개를, 앞면에는 종이와 먹지를 부착한다.
3. 발사기에 공을 장착 후 두 번의 딸깍거리는 소리가 들리도록 장치한 후, 스마트 계시기를 설정한다.
4. 발사기의 공을 발사한다.
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[hwp/pdf]일반 물리학 실험 - 포물선운동