가속도와 뉴턴의 운동법칙

목차

■ 실험 목적

■ 원리

뉴턴의 운동 법칙

1. 운동 제 1법칙(관성의 법칙)

2. 운동 제 2법칙(힘과 가속도의 법칙)

3. 운동 제 3법칙(작용과 반작용의 법칙)

아이작 뉴턴

■ 실험기구 및 장치

■ 실험 방법

1부 컴퓨터

2부 실험장치

3부 측정

4부 데이터 분석

결과

1. 질문에 대한 검토

2. 실험과정 및 결과에 대한 검토

■ 결과상

본문내용

이론값보다 당연히 작아진다. 즉 실험값은 이론값보다 항상 작아야 옳다. 그러나 이 실험에서는 오히려 실험값이 더 크게 나왔다. 이는 다음으로 설명할 수 있을 것이다. 에어트랙에서 에어가 뿜어져 나올 때 균일하지 못해서 오차가 생겨서 그럴 수도 있으며 무엇보다 글라이더의 수평조절이 잘 되질 않아서 오차가 날 수도 있다. 그러므로 측정값이 이론값보다 더 크게 나올 수도 있다.
2. 실험과정 및 결과에 대한 검토
■ 과정상
→실험을 할 때 글라이더의 수평을 맞추는 일이 가장 어려웠다. 에어트랙 위에 글라이더를 올려놓고 아무런 힘을 가하지 않았는데도 글라이더가 미끄러지고 한편 잘 미끄러지다가 멈춰버리는 경우도 있었다. 이는 물론 수평을 이루지 못한 이유에서이긴 한데 수평을 맞춘다는 것이 쉽지는 않은 일이었다. 글라이더의 수평이 맞지 않는 경우 위치차이에 따른 중력이라는 힘의 요소가 작용할 수 있다. 그만큼 실험상 오차가 생기게 되므로 이 과정이 가장 큰 비중을 차지한다. 그리고 이번 실험에서 측정값이 이론값보다 더 크게 나오는 실패의 원인이기도 했다. 그러나 뉴턴의 운동법칙에 관해서 그래프같은 이론상의 자료를 얻는 데는 문제가 거의 없었다. Smart Tool의 사용은 온도측정 실험에서 사용해 보았기 때문에 그리 어렵지 않았으나 아직 그것을 활용한다든지 하는 면은 미숙했다. 그래프를 합쳐야 하는데 잘못 합쳐서 다시 프로그램을 실행시키는 일도 있었고 데이터를 잘못 구해서 다시 해야하는 일도 있었다.
■ 결과상
▶ 실험1에서는 등속운동의 측정을 위해 실험 시작시 한번의 힘만을 가했으나 데이터나 그래프의 표에서는 속도의 변화가 나타났고 가속도도 0이 아닌 부분이 많았다. 실험장치 설치시 정밀하지 못한 점이 오차의 큰 부분이라 생각된다.
▶ 실험2에서는 두 번의 실험을 했는데 첫 번째 실험에서는 실험값과 이론값 사이에 거의 차이가 없었다. 사실 실험 결과가 만족스럽지 못해 좋은 결과를 얻고자 재차 실험한 것 중 가장 잘된 것을 오차가 거의 나지 않은 것으로 보아 첫 번째 실험은 매우 잘 된 듯하다. 원래 동일한 실험을 반복하여 오차가 줄어들었을 경우 측정값들의 평균값을 구해 오차를 줄여 참값에 가까이 가는 것이 일반적인데 이번 실험 같은 경우는 동일 실험 반복으로 실험자의 실수나 미숙함이 개선되어 참값에 다가간 경우 같다. 두 번째 실험의 경우 첫 번째 실험과는 달리 오차가 많이 나왔는데 이는 앞의 결과에서 거의 정확한 값을 얻을 수 있었던 것으로 보아 실험 장치가 정밀도가 떨어진다기보다는 실험자의 실수나 실험환경의 변화-예를 들면 추의 무게를 재고 추를 달아 실험장치를 약간 다르게 설정하던 중 에어트랙의 수평이 흐트러진 경우-등을 그 이유로 들 수 있겠다.
▶ 나 , 상으로부터 뉴턴의 운동법칙을 확인할 수 있었다. 뉴턴의 제 1법칙에 따라 실험 1에서는 등속도 그래프(=일정하게 증가 =일정 =0)의 그래프가 나왔고 실험 2에서는 뉴턴 제 2법칙에 따라 등가속도 그래프(=급격히 증가 =일정하게 증가 =일정)의 그래프를 얻을 수 있었다.

키워드

뉴턴의 운동 법칙,   가속도,   에어 트랙,   등속운동