![[물리실험] 탄환 속도 측정-1](http://images.happyhaksul.com/thumb/389/388104-0001.gif)
![[물리실험] 탄환 속도 측정-2](http://images.happyhaksul.com/thumb/389/388104-0002.gif)
![[물리실험] 탄환 속도 측정-3](http://images.happyhaksul.com/thumb/389/388104-0003.gif)
![[물리실험] 탄환 속도 측정-4](http://images.happyhaksul.com/thumb/389/388104-0004.gif)
![[물리실험] 탄환 속도 측정-5](http://images.happyhaksul.com/thumb/389/388104-0005.gif)
![[물리실험] 탄환 속도 측정-6](http://images.happyhaksul.com/thumb/389/388104-0006.gif)
분야
doc[2] 결과 분석
[3] 오차 논의 및 검토
[4] 결론
(2) 수평도달거리를 이용한 탄환의 속도 측정
◑ 탄환의 질량: m=66.9g=0.0669kg
◑ 탄환의 반경: r=1.27cm=0.0127m
◑ 탄환의 공기 저항계수: k= 0.00014 kg/ m
① 탄환의 발사강도 1단
회 tD(s) xD(m) v포사(m/s)
1 0.2889 0.4577 1.5850
2 0.2946 0.4568 1.5513
3 0.2847 0.4634 1.6285
4 0.2622 0.3802 1.4506
5 0.2723 0.3873 1.4229
평균 0.2805 0.4291 1.5305
② 탄환의 발사강도 2단
회 tD(s) xD(m) v포사(m/s)
1 0.2981 0.7990 2.6826
2 0.2932 0.7981 2.7243
3 0.2968 0.8038 2.7105
4 0.3003 0.8069 2.6892
5 0.2963 0.8182 2.7638
평균 0.2969 0.8052 2.7143
그림 2 수평도달거리를 이용한 탄환의 속도
[2] 결과 분석
- 수평도달거리를 이용한 탄환의 속도 측정값 ‘v포사’를 참값으로 하고, 탄동진자를 이용한 탄환의 속도 측정값 ‘v질점’과 ‘v진자’를 실험값으로 하여 비교하여 본다.
발사강도 v질점 v진자 v포사 오차1
( )
오차2
( )
1단 1.5035 1.5218 1.5305 1.7641% 0.5684%
2단 2.7146 2.7477 2.7143 -0.0111% -1.2305%
평균
그림 3 속도 비교
- 수치데이터와 그래프로도 알 수 있듯이 v포사를 참값으로 뒀을 때, v질점, v진자 모두 v포사와 아주 가까운 값을 갖는 걸 확인할 수 있다. 오차가 -2~2%내외로 아주 작다.
- 발사강도가 1단일 때, v포사와 v진자 값이 가까웠다.
- 발사강도가 2단일 때, v포사와 v질점 값이 가까웠다. 하지만 v질점과 v진자의 차이는 너무나도 작다.
- 이상적인 결과는 (v포사와 v진자)가 (v포사와 v질점)보다 더욱 가까운 값을 갖는 것이다. 왜냐하면 v질점은 탄환과 탄동진자를 질점으로 가정하고 구한 것인데, 실제 상황에서는 탄환과 탄동진자는 질점이 아닌 입체로 질량 분포를 갖고 강체처럼 작용하기 때문이다. 하지만 실제 실험한 결과는 1단일 때만 이상적 결과를 만족시켰다.
[3] 오차 논의 및 검토
ⓐ 오사랑:
오차원인을 살펴보면
- 탄환이 박힌 상태에서 탄동진자의 질량중심으로부터 회전축까지의 거리(l) 측정 시, 탄동진자가 받침대 위에서 정확히 수평을 이루도록 하는 것은 어렵기 때문에 탄동진자를 손으로 잡은 상태에서 탄동진자가 받침대에 대하여 왼쪽으로 그리고 오른쪽으로 기우는 위치를 찾아 그 중간 위치를 적당히 탄동진자가 수평을 이루는 위치로 정한다. 여기서 l의 값이 부정확해진다.
- 주기 측정 할 때, 탄동진자를 5°이내로 작게 진동시켜야 하는데 각도를 크게 잡아 주기에서 약간의 오차가 생겼을 수 있다. (5° 이내로 움직여야 sinθ와 θ가 같다고 보고 탄동진자가 단조화 운동을 한다는 가정을 만족시킬 수 있다.)
