일반물리학실험 | 공기의 저항

 

 

 

TIP

 

 

1. 낙하하는 풍선에 작용하는 공기 저항의 영향을 관찰한다.
2. 공기 저항과 질량이 낙하하는 물체의 종단속도에 미치는 영향을 살펴본다.
3. 낙하하는 풍선에 대한 적절한 끌림힘의 모델을 선택한다.

 

 

 

공기의 저항을 끌림힘(drag force)이라 한다. 끌림힘이 속도에 비례하기도 하고, 속도의 제곱에 비례하기도 한다는 사실을 알게 되었다. 어느경우든, 끌림힘의 방향은 운동방향에 반대이다.

F_drag = -bʋ 혹은 F_drag = -cʋ²  (b,c:끌림계수)

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실험 방법

1. 실험 과정

1) 바닥에 운동 감지기를 위로 향하도록 설치하라.

 

2) 운동 감지기를 LabPro에 연결하시오.

 

3) 폴더의 [05 공기의 저항.㎝bl] 파일을 연다. 시간 대 위치를 나타내는 그래프가 나타난다.

 

4) 데이터를 수집하기 위하여 [수집] 버튼을 누르시오. 운동감지기가 작동하기 시작하면 풍선이 수직한 방향으로 떨어지도록 놓는다. 풍선의 운동만을 그래프 상에 기록하도록 가능한 한 빨리 손을 운동 감지기의 감지범위로부터 벗어나도록 하라.

 

5) 시간 대 거리 그래프의 기울기로부터 풍선의 속도를 구할 수 있다. 그래프가 시작되는 구간은 기울기가 증가(속도가 증가)하는 영역이어야 하며 그래프는 직선이 되어야 한다. 직선의 기울기가 속도이기 때문에, 선형구간 내에서 필터는 낙하하는 시간 동안 일정한 속도 즉 종단 속도()로 낙하하게 된다. 선형 구간에 임의의 한 직선을 일치시키기 위하여, 먼저 선형 구간 내의 데이터를 선택한다.

 

6) 표에 기울기를 기록한다.

 

7) 풍선에 클립을 2개, 3개, 4개, 5개를 더 연결하여 4-7까지의 과정을 반복하라. (이 때 클립을 확실히 고정하여 움직이지 않도록 한다.)

 

 

 

[일반물리학실험]공기의 저항 레포트