포물선운동(예비)
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작성일 19-01-04 16:01
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또한 구슬의 y좌표의 시간에 따라 2차 곡선
형태를 갖는데, y가 최고점에 이를 때의 시간을 구할 수 있으므로 앞서 구한 초속도
를 이용하여 중력가속도 값을 구할 수 있다
⑥ 각은 각도에서 3번 이상 test(실험) 을 하여 같은 결과가 나오는지를 확인해 보고(그래프를
겹쳐서 fitting하면 알 수 있다 ) mean(평균)과 표준편차를 구한다.
③ 分析이 끝나고 결과를 저장하면 分析에 사용한 화면 파일과 피사체의 위치 정보 파일
이 화면상에 나타난다(시간에 따른 x좌표와 y좌표, 그리고 각 프레임 구간에서의 υx
와 υy).
④ Excel을 사용하여 얻은 그래프를 그릴 수 있다 (Origin을 사용하여 결과를 불러오려
면 먼저 Excel로 결과를 열고 파일형식을 [텍스트(탭으로 분리)]로 선택하여 저장한
뒤 불러오면 된다
⑤ 구슬의 x좌표는 시간에 따라 선형적으로 비례하는 그래프를 얻을 수 있는데 발사 각
도를 알고 있으므로 초속도를 구할 수 있다 x좌표와 y좌표의 시간에 따른 속도는
측정(測定) 된 두 프레임 간의 mean(평균) 속력이다. 2단으로 조정된 발사 장치에 주황색 구슬을 넣은 후 프로그램(program]) 상의 화면을
주시하면서 그냥 발사해 보아 화면상에 구슬의 운동이 전체적으로 잡히는 지를 확인한다. 컴퓨터를 켜고 “I-CA”프로그램(program]) 을 실행시킨다. 기준자를 발사장치와 같은 평면상(운동이 일어나는 평면)에 위치시킨다.
② “I-CA”사용법을 참고하여 밝기, gain, 노출, 측정(測定) 시간, 결과저장 경로를 결정한 뒤
구슬을 발사하여 test(실험) 을 처음 한다.
발사 장치를 알고 있는 각도로 조정한다.
프로그램(program]) 사용법과 CCD 화면조정법을 참고하여 초기 test(실험) 설정을 마친다. 발사 장치는 3단까지 조정할 수 있으…(생략(省略)) 나 2단까지만
사용한다.
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설명
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실험결과/물리
순서
1. test(실험) 목적
평면상의 등속도 운동과 수직 방향의 등가속도 운동이 결합되어 나타나는 포물선 운동을
확인하고 이해한다.
먼저 x成分의 속도부터 구해보면
그런데 t=0일 때의 x방향 속력이
이므로 t와 무관하게 결정되므로 속도의 x방향 成分은 일정하다. 결과저장이 끝나면 [사진-화면 分析]을 선택하
여 저장된 를 分析한다. 먼저 결과가 저장된 경로를 지정해 준 후, 分析할 처음
프레임과 마지막 프레임을 결정하고, 피사체의 기준 색을 결정해 준다. 이를 다시 적분을 해주면 시간에 따른 x좌표를 구할 수 있다
t=0 (초)일 때, x成分의 위치를 x0라고 하면 c2 = x0
- (1)
같은 방식으로 시간에 따른 y좌표도 구할 수 있다
t=0 (초)일 때 υy(0)= υ0y= υ0sinθ.
이를 다시 적분하면
t=0 (초)일 때의 ...
1. test(실험) 목적
평면상의 등속도 운동과 수직 방향의 등가속도 운동이 결합되어 나타나는 포물선 운동을
확인하고 이해한다.
2. test(실험) 장치 및 기구
컴퓨터 1대, CCD카메라 1대, 기준자 1개, 발사장치 1개, 배경으로 쓸 천 1개, 천을 지지
해줄 구조물을 만들 막대 3개, 질량이 다른 구슬 2개, 얌체공 1개.
3. theory
물체에 작용하는 힘은 (-y ) 방향으로만 작용하므로
이다. 45도를 포함하여 발사각
도를 변화시켜 test(실험) 을 반복한다(5가지 이상). 그래프 상에서 포사체가 지면에 닿기 전까지의 비행시간
다. 스크린 역할을 하는 검은 천을 test(실험) 장치 뒤에 설치한다. 이를 다시 적분을 해주면 시간에 따른 x좌표를 구할 수 있다
t=0 (초)일 때, x成分의 위치를 x0라고 하면 c2 = x0
- (1)
같은 방식으로 시간에 따른 y좌표도 구할 수 있다
t=0 (초)일 때 υy(0)= υ0y= υ0sinθ.
이를 다시 적분하면
t=0 (초)일 때의 위치를 y0라고 하면, c4 = y0
- (2)
(1)식을 t에 대해 요약하여 (2)식에 대입하면 물체의 궤적을 구할 수 있다
한편, 물체가 지면에 닿기까지 걸리는 비행시간(Τ)은 y(t) = 0일 때의 시간을 구하면
알 수 있다
- (3)
이 시간(Τ)를 (1)식에 대입하면 수평방향이동거리 (R)를 구할 수 있다
4. test(실험) 방법
① 운동을 측면에서 관측할 수 있게 카메라를 발사장치와 구슬이 떨어질 지점의 중간
위치에 설치한다. 그리고 기준
점과 비례기준선을 설정해 준 뒤 分析을 처음 한다.
2. test(실험) 장치 및 기구
컴퓨터 1대, CCD카메라 1대, 기준자 1개, 발사장치 1개, 배경으로 쓸 천 1개, 천을 지지
해줄 구조물을 만들 막대 3개, 질량이 다른 구슬 2개, 얌체공 1개.
3. theory
물체에 작용하는 힘은 (-y ) 방향으로만 작용하므로
이다. 메뉴 중 [사진-화면잡기]를 선택하여 CCD화면이 나오는지를 확인한다.
먼저 x成分의 속도부터 구해보면
그런데 t=0일 때의 x방향 속력이
이므로 t와 무관하게 결정되므로 속도의 x방향 成分은 일정하다.
