일반물리학실험 | 위로 던져진 공의 운동

 

 

 

TIP

 

 

1. 연직 방향으로 던져진 공의 거리, 속도, 가속도의 데이터를 수집한다.
2. 시간-거리, 시간-속도, 그리고 시간-가속도의 그래프를 분석한다.
3. 시간-거리, 시간-속도 그래프의 가장 적합한 방정식을 찾는다.
4. 시간-가속도의 그래프로부터 평균 가속도를 결정한다.

 

 

 

물체의 운동의 방향과 같은 방향으로 힘이 작용하면 물체의 운동방향은 변하지 않고 속력만 일정히 변하는 등가속도 운동을 하는데 우리가 실험하게 될 위로 던져진 공이 이 같은 운동을 한다. 공을 위로 던지면 작용하는 힘인 중력(공기의 저항과 회전으로 인한 유체역학은 생략한다.)과 반대방향으로 작용하여 점점 속력이 느려진다.

 

그러다 최 정점에서 속력이 결국 0이 되고 다시 떨어지는데 떨어질 때는 중력과 같은 방향으로 물체가 운동하므로 속력이 점점 빨라지다가 임계속도(종단속도)에 도달한다.(공기저항을 생각했을 경우 임계속도에 도달하지만 만약 공기저항을 고려하지 않는다면 공의 속도는 바닥에 떨어질 때 까지 계속 빨라질 것이다.)

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실험 방법

1. 실험 과정

1) 운동 감지기를 바닥에 놓는다.

 

2) 운동 감지기를 LabPro 에 연결한다.

 

3) [일반물리 실험] 폴더 안의 [03. 위로 던져진 공의 운동.cmbl] 파일을 여시오.

 

4) 공을 운동 감지기의 위에서 던져 올려 밑으로 떨어지게 한다.

 

5) 이 때 공이 떨어져서 운동 감지기와 부딪히지 않도록 공을 잡는다.

 

6) 정확히 연직 방향위로 던져 올리기 위해서는 몇 번의 연습이 필요하다.

 

7) 공을 운동 감지기의 위쪽 0.5m 지점에서 붙잡고 [수집] 버튼을 눌러 데이터의 수집을 시작한다.

 

8) 약 1초 정도를 기다린 후 공을 연직 방향으로 던져 올린 후 손을 재빨리 치운다.

 

9) 운동 감지기는 0.5m 에서 1.0m 지점의 거리에서 가장 잘 동작하기 때문에 여러분들은 공을 운동 감지기의 위 쪽 0.5m 지점에서 던져 올리고 내려오는 공을 잡는다면 가장 좋은 결과를 얻을 수 있을 것이다.

 

10) 시간-거리 그래프를 살펴보시오. 시간-거리의 그래프에서 부드럽게 변화하는 구간이 나타나지 않으면 4의 단계를 반복한다.

 

 

 

[일반물리학실험]위로 던져진 공의 운동 레포트