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| 소개글 |
자유낙하와 포물선 운동 실험 |
| 요약 |
자유낙하와 포물선 운동 실험
1. 실험목적
자유낙하를 이해하고 자유낙하와 함께 수직으로 작용하는 지표면 수평방향의 힘을 합성하여 포물선 운동을 이해한다.
2. 핵심개념 : 자유낙하, 포물선 운동,
3. 주요개념 이론
○ 자유낙하
물체가 중력작용에 의해 연직(鉛直)방향으로 떨어지는 운동.
넓은 뜻으로는 포물선운동을 포함한다. 중력 크기는 물질의 질량 에 중력가속도 를 곱한 것이며, 운동법칙에 의해 중력만으로 생기는 가속도는 모든 물체에 공통으로 하향시 . 무거운 물체일수록 빨리 떨어진다는 아리스토텔레스 학설의 오류를 증명하기 위해 G.갈릴레이가 피사의 사탑(斜塔)에서 실험으로 보여주었다는 이야기는 유명하다. 공 기 저항이 없으면 초속(初速) 로 낙하한 물체가 t초 후에 갖는 하향속도는 이고, 그 동안의 낙하거리는 으로 주어진다. 저항이 있을 경우, 운동은 물체의 모양 등에 크게 좌우된다. 단순한 모양의 물체에서 저항력 크기는 속도가 작으면 속도에, 속도가 크면 그 제곱에 거의 비례한다. 낙하에 의해 속도가 증가하면 저항도 증가하므로, 그것이 중력과 같아지면 그 뒤의 운동은 등속도운동이 된다. 지표 부근의 빗방울 낙하속도 는 등속도운동이다.
저항이 있을 경우, 운동은 물체의 모양 등에 크게 좌우된다. 단순한 모양의 물체에서 저항 력 크기는 속도가 작으면 속도에, 속도가 크면 그 제곱에 거의 비례한다. 낙하에 의해 속 도가 증가하면 저항도 증가하므로, 그것이 중력과 같아지면 그 뒤의 운동은 등속도(等速 度;終端速度)가 된다. 지표 부근의 빗방울 낙하속도는 등속도이다.
행성은 태양의 중력장에서 자유낙하 상태에 있다. 뉴턴의 법칙은 자유낙하하는 물체가 중 력과 관성력의 합이 0이 되는 궤도를 따른다는 것을 보여준다. 이것은 지구를 선회하는 우주선 안의 우주 비행사가 왜 무중력 상태를 경험하는 가를 설명해준다 |
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