마찰이 없는 경사면을 따라 운동하는 물체의 가속도를 측정하고 이를 이용하여 중력가속도를 측정한다.
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.
본 실험에서는 마찰이 없는 경사면을 따라 운동하는 물체의 가속도를 측정하고 이를 이용하여 중력가속도를 측정한다.
실험 방법
1. 실험 과정
1) 평평한 테이블 위에 에어테이블을 올려 놓고 최대한 수평이 되도록 한다.
2) 카메라를 셋팅한다.
3) 에어테이블에 기준자를 올려놓고 영상을 저장, 스케일 및 좌표계를 설정한다(화면캡쳐-저장-좌표계 설정)
4) 이 상태 그대로 좌우 수평을 유지한 체 서포오트 잭을 이용하여 경사면 에어테이블이 되게 한다. 에어테이블에 장착되어 있는 각도기를 이용하여 경사각를 측정한다.
5) 에어를 주입하고 원형 Puck을 경사면 상단 중앙에 가만히 놓아 그 움직임을 동영상으로 촬영한다. (화면켑처-파일명-켑처시작-Puck 운동-켑처끝-저장)
6) 분석메뉴를 실행하고, 그래프 보기를 통해 T-Y 그래프가 2차 함수로 주어지는지 확인하고 추세선을 이용하여 Puck의 가속도를 구한다. (분석-분석지점 선정[다음-다음-피사체선정-다음]-그래프 보기-TY그래프 피사체1 2차함수)
7) 동일한 실험을 3회 이상 반복하여 평균한다.
8) 원형 Puck의 질량을 바꾸어 실험해 본다.
9) 경사각을 바꾸어 위 5～8의 과정을 반복 측정한다.
10) 중력 가속도를 구하고 표준 중력 가속도와의 차이를 알아본다.
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