자유 낙하 운동
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작성일 20-01-25 18:22
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자유 낙하 운동
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실험결과/기타
자유 낙하 운동
자유 낙하 운동
1. 실험 목적
자유 낙하하는 물체의 운동시간과 위치를 측정(測定) 하여 지구 중력장에서의 중력가속도를 구한다. 공기저항을 무시하면 물체는 지면을 향해 등가속도 직선운동을 한다.
-중력가속도
중력의 크기는 물체의 질량에 비례한다. 하지만 무거운 물체가 가벼운 물체보다 더 빨리 떨어지지는 않는다.
등가속도의 운동방정식에서
x(t)=t+1/2g 이고
정지상태에서 낙하한다면 =0 이고 다시 정리(arrangement)하면
x(t)=-=1/2g 식의 양변에 상용로그를 취하면
logx=1/2g
=2logt+log 이 되고,
이것은 양축을 로그로 하는 로그그래프지 위에 그렸을 때 직선이 나옴을 의미한다. 앞서 다룬 그래프와 식에서의 방법으로 직선의 방정식을 세우고, 절편 B를 찾으면 중력가속도를 다음과 같이 구할 수 있다,
B=log…(To be continued )
설명
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다. 중력가속도는 모든 물체에 동일하므로 공기의 저항을 무시할 때, 물체는 질량에 상관없이 같은 시간 동안 같은 높이를 떨어진다. 이렇게 중력에 의한 일정한 가속도를 중력가속도 g라고 한다.
2. 배경 理論
-중력에 의한 자유낙하운동
지구 중심에 가까울수록 지구가 물체를 잡아당기는 만유인력이 커지므로, 중력은 엄밀히 말해 일정한 크기의 힘이라고 할 수 없다. 즉, 무거운 물체에 더 큰 중력이 작용한다. 운동의 제2법칙, F=ma을 살펴보면, 가속도 a는 힘과 질량이 서로 비례하므로 물체의 질량에 상관없이 일정하다. 하지만 지구 표면 근처에서 물체가 낙하한다면 지구의 반지름에 비해 이동거리가 매우 짧으므로 중력의 크기 變化를 무시할 수 있다 그러므로 나무에서 떨어지는 사과와 같은 물체는 일정한 크기의 중력을 받으며 지면을 향해 떨어진다.
