일반물리학실험 | 에어테이블을 이용한 속도의 벡터합

 

 

 

TIP

 

 

에어테이블을 이용하여 등속도 운동을 하는 물체의 속도를 구하고 속도의 x성분 및 y성분을 구하여 각각의 성분의 합이 전체 속도의 크기와 같음을 실험하고 영상분석 실험장치(I-CA 시스템)의 사용법을 익힌다.

 

 

 

에어테이블

물체사이의 마찰을 없애기 위해 테이블에 구멍을 뚫어서 공기가 나오게 한 장치를 에어테이블이라 하는데 이를 통해 등속운동 및 가속운동, 충돌을 실험할 수 있다. 위쪽에 설치되어 있는 카메라로 퍽이 움직이는 모습을 찍어서 다시 재생시켜 주는 영상을 통해 물체의 등속운동과 가속운동의 차이를 알아 볼 수 있다.

 

에어테이블은 바닥에 촘촘히 구멍이 뚫어져 있고 이 아랫쪽에 에어 덕트를 설치하고 덕트 입구 부분에서 고속 송풍기를 사용하여 바람을 에어테이블로 불어주게 된다. 공기가 에어테이블 바닥으로 나오면서 테이블위에 있는 물체를와 테이블사이를 빠져나올때 물체를 약간 들어올려주어 바닥면과 마찰을 없애주게 되는 것이다. 즉 에어테이블위의 물체는 아랫쪽에서 나오는 바람의 영향으로 테이블 위를 떠다니게 되는 것이다.

728x90

 

 

실험 방법

1. 실험 과정

1) 평평한 테이블 위에 에어테이블을 올려 놓고 최대한 수평이 되게 한다.

 

2) 지지봉과 연결 클램프를 이용하여 에어테이블을 설치한다.

 

3) 카메라가 테이블 중앙에, 줌 기능을 이용하여 테이블 전체가 가장 큰 화면이 되도록, 색코드가 잘 인식될 수 있는 밝기로 카메라를 설정한다.

 

4) 에어테이블에 기준자를 올려 놓고 영상을 저장, 스케일 및 좌표계를 설정한다.

 

5) 에어를 주입하고 퍽을 손으로 움직이게 하여 이를 동영상으로 촬영한다.

 

6) 분석메뉴를 실행하고 그래프 보기를 통해 각 T-X및 T-Y그래프가 1차 함수로 주어지는지 확인하고 추세선을 이용하여 퍽의 각 속도 성분값을 구한다.

 

7) 퍽이 이동해간 두 지점을 선정, 거리 구하기 기능을 이용하여 두 지점 사이의 거리 및 이동시간을 구한다. 마찬가지로 각도 구하기 기능을 이용 하여 X축과의 각도를 구한다.

 

8) 동일한 실험을 퍽의 속도를 바꾸어 가면서 5회 반복한다.

 

9) 성분으로 구한 값과 구하기 기능으로 구한 값이 차이가 있는지 비교한다.

 

 

 

[일반물리학실험]에어테이블을 이용한 속도의 벡터합 레포트