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[자연과학] 일반물리학 실험 - 포사체 운동실험

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작성일18-05-21 01:17

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②발사각에 따른 비행거리의 alteration(변화) -포물선 운동

(1)발사장치를 설치한다. 이운동에서의 공기의 저항은 무시할수 있다고 가정한다.풀이 한다.

2)theory

그림.1 중력의 influence(영향)을 받는 물체의 운동

일정한 가속도를 가지고 평면내에서 운동하는 예의 하나가 포사체가 운동이다. 그리고,가 45이때 최대값이된다

수평 도달거리는
(8)
수직 도달높이는 (1)식에서 가 0이 되는 높이가 된다
(9)

그리고, 발사지점 보다 더 낮은 높이에 도달하때는 발사지점과 낮하지점의 높이차를 측정(measurement)해서 (5)식의 y값를 음의 값으로 해서 대입하면
(10)

또위의 포사체운동에서는 운동에너지보존이 성립한다.

③역학적 에너지보존

(1)총구의 발사방향을 90로한다. 각각의 성분은
(1)
이다.
포사체운동은 수직(y축)으로 일정한 가속도 g의 운동을하고, 수평(x축)으로 등속운동 즉, 가속도가 0인 운동을 한다. 그리고, 각방향에 대한 운동은 서로 독립적인 것이다. 그러면
(6)
가되고, 두 개의 해는
x〓 0, (7)
가된다 수평도달거리는 R이고, 를 제외한 모든값이 상수이다.
(4)공이 떨어진 속에 흰 종이를 붙이고 다음 먹지로 덮는다.
여기서 theory 상의 거리 ()와 실험에서 자로측정(measurement)한값과 비교해본다.
포토게이트를 연결 단자와 포토게이트 타이머의 2번에 연결한다. 이것은 높이가 0이되는지점 즉 발사높이로 되돌아오는 지점이다.
(7)이 실험 결과를 가지고 발사각에 따른 도달거리의 alteration(변화) 를 보여주는 그래프를 그린다.
(3)발사총에 금속공을 넣고 중간정도로 시험 발사하여 공이 떨어지는 곳을 확인한다.
만약 자유낙하운동인 경우…(To be continued ) 다음식이 성립한다.
(2)공이 수직이 되도록 발사 총을 설치한다.
(2)발사각을 15로 발사총을 조절한다. 또 두지점을 통과하는데 걸리는 시간을 측정(measurement)한다.
(4)공을 3회 발사한후 이시간의 平均(평균)값을 구한다.
(3)포토게이트 타이머를 가동시켜 발사된 공이 두 포토게이트를 지나는 순간의 시간차를 잰다.


3)기구 및 장치

(1)발사총
(2)금속공과 플라스틱공
(3)버니어캘리퍼, 미터자
(4)연직추
(5)흰 종이, 먹지
(6)그래프 용지
(7)포토게이트와 시간즉정장치

4)실험 방법

①공의 초기 속도 결정(포토게이트 사용)

(1)발사 총에 주개의 포토게이트를 단다.
(2)발사후 최고 도달거리를 잰다.




설명

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실험결과/물리

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[자연과학] 일반물리학 실험 - 포사체 운동실험
포사체 운동실험

1. 실험방법 및 목적, theory

1)목적

중력을 받아 포물선 운동하는 포사체의 운동을 이해하고, 위치에너지와 온동에너지의 보존을 이해한다. 이것은 공중으로 비스듬하게 던진 입자가 가지는 2차원의 운동이다.
(3)발사시 운동에너지와 최고도달높이에서의 운동에너지를 구해서 비교한다.
(5)발사 강도를 달리하여 실험을 되풀이 한다.
LED화면에 `- Preview 또는 Next -` 가 표시되면, 경과 시간이 제대로 저장된 것

다.
임의의 순간에서의 합성된 속도 벡터는
(2)
이된다 이 때 두 성분이 이루는 각은
(3)
가 된다 임의의 시간에서 각좌표의 위치는 다음과 같이 주어진다.
설정모드는 에 놓는다.
발사하기 전에, Rest를 누르고, Start를 누른다.
포토게이트 타이머 설치 방법
포토게이트를 연결 단자와 포토게이트 타이머의 1번단자를 연결잭을 사용하여 연결한다.
(4)
t를 소거한 x 와 y의 함수는 다음과 같이된다
(5)
이식을 x,y 좌 표상에서의 포사체 궤도방정식 이라한다. 여기서 수평성분(x축)은 초기값을 그대로 유지하고, 수직성분(y축)은 자유낙하운동에서와 같이 변한다. 그리고, 수레를 놓는다.
수평방향의 도달거리 R를 구하여보면 먼저 y를 0으로 놓는다.
(5)금속공을 5번 쏘아 平均(평균) 도달거리를 기록한다.

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