일반물리학실험 | 탄도궤도운동 - Projectile Motion, Projectile Path, Ballistic Pendulum

 

 

 

Projectile Motion

수평으로 공을 던질 때의 수직낙하거리와 수평이동거리를 측정해 공의 초속도를 알아내고, 그 초속도를 이용해 어느 각도에서 발사된 물체의 궤도를 예측, 입증한다.

 

1. 실험 방법

1) 공의 초속도

① 발사체에 쇠공을 넣고 긴 궤도 위치에 맞추고 한번 쏜다. 이 위치에 흰 종이를 붙이고 그 위에 카본지를 붙인다. 공이 바닥을 칠 때 공은 하얀 종이 위에 흔적을 남기게 된다.

 

② 같은 실험을 10회 실시한다.

 

③ 공이 발사체를 떠날 때 공의 밑부분부터 바닥까지의 수직거리를 측정하고 표에 기록한다.

 

④ 발사체의 총구에 수직추를 달아 실험실 바닥에 기준점을 표시하고, 바닥에 따라 표시된 점부터 수평거리를 측정한다.

 

⑤ 10회에 대한 수평거리를 구하고 표에 기록한다.

 

⑥ 10회의 평균값을 구한다.

 

⑦ 수직거리(y)와 수평거리(x)를 이용하여 비행시간(t)와 공의 초속도(v₀)를 구한다.

 

2) θ의 각도로 쏘아올린 공의 궤도 예측

① 발사체의 각도를 30°～60°사이로 조정하고 이 각도를 표에 기록한다.

 

② A실험에서 수직거리와 수평거리를 사용하여 새로 맞춘 각도에 공이 떨어질 것이라고 예측하고 새로 계산된 비행시간과 수평거리를 계산하고 기록한다.

 

③ 흰 종이의 중앙에 선을 긋고 바닥에 붙여 이 선이 발사체로부터 예측한 수평거리에 있도록 한다. 흰 종이를 카본지로 덮는다.

 

④ 같은 실험을 10회 실시한다.

 

⑤ 10개의 거리를 측정하고 평균값을 구하여 표에 기록한다.

728x90

 

 

Projectile Path

공이 탁자에서 수평으로 쏘아졌을 때 수평거리와 수직거리의 관계를 알아본다.

 

1. 실험 방법

1) Set up

① 발사할 수 있는 테이블 끝에 발사 장치를 설치한다.

 

② 발사 장치의 각도를 0°에 맞추어 공이 수평으로 떨어지게 한다.

 

③ 수직 과녁판의 처음 위치를 측정하기 위해 시험볼을 쏜다. 볼이 거의 끝에 부딧히게 과녁판을 놓는다.

 

④ 흰색 종이로 목표물을 덮고 종이 위에 카본지를 덮는다.

 

2) Procedure

① 바닥부터 발사구까지의 수직높이(y)를 측정하고 기록한다. 이 높이를 과녁판에 표시한다.

 

② 발사장치의 발사구에서 과녁판까지의 수평거리를 측정하고 기록한다.

 

③ 공을 발사한다.

 

④ 발사장치에서 10㎝～20㎝ 앞으로 이동한다.

 

⑤ 발사장치에서 10㎝～20㎝ 더 가까이 하면서 반복한다.

 

 

Ballistic Pendulum

탄도 진자를 이용하여 비탄성 충돌일 때 공의 초속도를 계산한다.

 

1. 실험 방법

1) Set up

① 공을 잡을 수 있는 수준에서 탄도 진자에 발사장치를 붙인다. 발사물을 손대지 않고 추를 수직으로 건다.

 

② 진자의 Base를 테이블에 설치한다. (단, 클램프는 진자의 운동을 방해해서는 안된다.)

 

2) Procedure

① 진자를 90°로 놓는다. 진자가 자유롭게 걸릴 수 있게 하고 공의 발사 각도는 0°로 놓는다.

 

② 발사체를 발사하고 각도를 구한다. 만약, 더 높거나 낮은 각도에서 실험을 원한다면 두 진자의 질량을 줄이거나 늘린다. 그리고 테스트가 만족할 때까지 반복한다.

 

③실험을 위해 진자를 선택하였다면 축을 제거한다. 공과 진자의 질량의 합을 M 이라 한다.

 

④ 공의 질량을 측정하고 m이라 한다.

 

 

 

[일반물리학실험]탄도궤도운동 - Projectile Motion, Projectile Path, Ballistic Pendulum 레포트