일반물리학실험 | 포토게이트 경사면에서의 운동

 

 

 

TIP

 

 

마찰이 없는 경사면을 따라 운동하는 물체의 가속도를 측정하고 이를 이용하여 중력가속도를 구한다.

 

 

 

경사면을 내려가며 등가속도 운동을 하는 물체의 이동거리는 마찰이 있지만 이번 실험에서는 마찰이 없는 경사면을 운동하는 물체의 가속도를 측정하고 이를 이용하여 중력가속도를 구한다.

 

경사면을 따라 내려가며 등가속도(a) 운동을 하는 물체의 이동거리(s)는 다음과 같다.

 

 

초기위치는 0으로 하였다. 따라서 경사면을 따라 내려오는 시간

 

와 이동거리 를 측정하면 물체의 가속도를 구할 수 있다.

 

 

경사각을 라 하고 경사면에 마찰이 없다면, 물체의 가속도와 중력가속도와의 관계는 다음과 같다.

 

a = gsinθ

 

본 실험에서는 마찰이 없는 경사면을 따라 운동하는 물체의 가속도를 측정하고 이를 이용하여 중력가속도를 측정한다.

 

 

실험 방법

1. 실험 과정

1) 테이블 위에 에어트랙을 최대한 수평이 되도록 올려놓고 너무 두껍지 않은 물체를 이용해 출발위치의 높이를 도착 위치보다 높게 둔다.

 

2) 두께와 에어트랙의 받침 사이의 간격을 기록해두고 에어트랙을 여러 개로 등분한 후 그 좌표를 기록해둔다.

 

3) 포토게이트 센서 A를 글라이더의 출발 위치 직후에 놓는다. 센서 B는 위에서 구획한 첫 번째 좌표에 둔다.

 

4) 타이머를 펄스(Pulse) 모드에 두고 송풍기를 작동해 글라이더가 게이트 A에서 B까지 지나가는 데 걸리는 시간을 재고 기록한다.

 

5) 글라이더를 출발위치로 옮긴 뒤 타이머를 Each 모드로 바꾸고 송풍기를 작동해 게이트 A, B 각각을 지나는 동안 걸리는 시간을 재고 기록한다.

 

6) 위에서 등분한 좌표를 옮겨가며 가속 구간의 끝에 도달할 때까지 반복한다.

 

7) 중력 가속도를 구하고 표준 중력 가속도와의 차이를 알아본다.

 

 

 

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