포사체운동-일반 물리 실험

1. 제목
- 포사체 운동

2. 목적
- 발사각도와 초기속도의 변화에 따른 포사체의 포물선 운동의 변화를 알아보고, 위치에너지와 운동에너지 보존의 이해와 일정각도로 날아가는 공의 거리를 추정하고 확인한다.

3. 이론
중력을 받으며 운동하는 포사체의 운동은 공기의 마찰을 무시하면 수평방향으로는 등속운동을 하고 수직방향으로는 등가속도운동을 하며 수평방향에 대해 만큼 기울어진 각도로 v0의 초속도로 발사된 물체의 수평방향 속도는 이고, 수직방향의 속도는이다.
여기서 따라서 출발점을 기준으로 할 때 수평방향의 위치는 이고, 수직방향의 위치는 이다. 이 때 g는 중력가속도, t는 발사 후 경과한 시간이라 놓는다.
이 때의 수평사정거리는 초기발사속도
포사체가 낙하하는 지점 에서는 수직방향의 위치가 0이므로 이 된다.

4. 방법
1) 포토게이트를 테이블에 단단히 고정한다.
2) 구슬이 떨어졌을 때의 위치를 쉽게 알기 위해 타겟에 먹지와 흰 종이를 씌운다.
3) 1단으로 15도로 쏘아 타겟에 떨어지는 구슬의 위치를 줄자로 측정한다.
4) 위와 같이 30도, 45도, 60도, 75도, 90도를 쏜다.
5) 2단으로도 3), 4)의 실험을 반복한다.
6) 실험데이터의 오차를 줄이기 위해 각각 3번씩 실험 한 후 산술평균을 낸다.
7) 초속도를 구하여 R값을 구한다.
8) 이론적인 R값을 구하여 두 값의 차이를 분석한다.

5) 결과
v0(초기 발사속도)를 구하기 위해서 식에 대입한다.(90°, h = 0.1m)

1회
2회
3회
평균(s)
초기속도(v0)
1단
시간(s)
0.056
0.056
0.055
0.056
2.060m/s
이동거리 0.1m
2단
시간(s)
0.031
0.031
0.032
0.032
3.282m/s
이동거리 0.1m

발사각도의 변화에 따른 이동거리 변화와 시간변화

1단
123
평균
15
시간(s)
0.281
....

[hwp/pdf]포사체운동-일반 물리 실험