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물리학 및 실험 - 중력가속도 측정
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▣ 제 목
- 중력가속도 측정
▣ 목 적
- 마찰이 없는 에어트랙(Air Track)과 포토게이트를 이용하여 물체의 등가속도 운동을 관찰함으로써 기 초적인 가속도운동의 기본개념을 익히고, 이를 통해서 중력가속도1)를 관찰한다.
▣ 이 론
- 마찰을 무시할 수 있다고 가정할 때 만큼 지표면에 대해 기울어진 에어트랙 위에 위치하고 있는 글
라인더에 작용하는 가속도는 [g = 중력가속도] --- (1)이다.
가속도가 일정하기 때문에 [ : 초기속도, a : 가속도]이다. 이동한 거리를 알기 위해
식을 적분하면 --- (2)가 나오게 된다. 초기속도()는 0이 되므로 결국 --- (3) 가 되고 (1)번 식의 가속도를 (3)번 식의 g에 대입한 후 g(중력가속도)에 대해 정리하게 되면
라는 식이 나오게 된다. 여기서 y는 실제로 글라인더가 이동한 거리이다. 이 식으로부터
실험적으로 얻을 수 있는 중력가속도를 구할 수 있다.
▣ 실험방법
① 에어트랙(Air Track)의 수평을 맞춘다. (에어트랙의 수평을 맞추지 않으면 큰 오차발생원인이 된다.)
② 높이 h의 받침목을 에어트랙의 한쪽 끝에 괴고, 글라이더를 높은 곳에서 낮은 곳으로 미끄러뜨려
마찰력의 존재여부를 확인한다.
③ 포토게이트 타이머를 pulse 모드로 하고, 글라이더를 높은 곳에서 낮은 곳으로 미끄러뜨려 제대로
작동하는지 확인한다.
④ 에어트랙의 높은 곳에서 글라이더를 놓아 거리 D(1m)만큼 지날 때 걸리는 시간(t)를 측정한다.
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2014.05.23
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