낙폙운동과 중력 가속도측정 (예비 결과)

1. 실험목적
모션센서를 이용하여 떨어지는 여러 가지 공들의 낙하시간을 측정함으로써 중력가속도를 측정한다.
2. 실험원리
자유낙하 하는 물체의 가속도를 이해하기에 앞서 뉴턴의 법칙에 대해 이해하자.
1법칙
한 물체에 외력이 작용하지 않는 한 그 물체는 정지 또는 등속도 운동과 같은 초기의 상태를 유지한다.
2법칙
물체의 가속도는 그 질량에 역비례하고 그 물체에 작용하는 총 외력에 비례한다.
a = F
m
3법칙
힘들은 항상 쌍으로 일어난다. 만약 물체 A가 물체 B에 힘을 작용하면 크기는 같고 방향은 반대인 힘이 물체에 의하여 물체 A에 작용한다.
자유낙하 하는 물체가 물체에 작용하는 중력 이외에 어떠한 힘도 작용하지 않는다고 가정하면 (ex> 공기저항 등 무시)
뉴턴의 제 2법칙과 중력의 정의를 이용하여
F=ma ①
물체 m에 작용하는 전체 힘은 중력, 즉
F=mg ②
따라서 F=mg=ma
a = g ③
위의 공식으로부터 중력가속도 g 는 물체의 질량과 관계없이 항상 일정하다.
또한 중력 가속도가 일정한 이유에 대해서 생각해 보자.
지표면 위에서 낙하하는 물체에 작용하는 힘은 지구왿�의 중력 (만유인력)이며 중력은 지구(중심)으로부터 물체까지의 거리에 의해서 달라질 수 있다. 그러나 우리가 실험실에서 취급하는 물체의 크기나 낙하시키는 대부분의 물체의 경우 지구중심으로부터 물체까지의 거리는 거의 변하지 않는다고 가정할 수 있다.