일반물��학실험 A+ 레포트 자유낙하

1. 실험 제목(Subject of the experiment)
자유 낙하

2. 실험 목적(Purpose of the experiment)
중력에 대한 개념을 알고, 센서로 측정한 거리함수를 통해 거리, 속도, 가속도의 관계를 생각해보며 함수 관계를 파악할 수 있다.
질량이 다른 두 물체의 낙하 속도를 비교해보며 중력 외에 작용하는 힘에 대해 생각해 볼 수 있다.
공기 저항력을 직접 계산해보며 질량과의 관계에 대해 생각해 볼 수 있다.

3.이론 및 원리(Theory)
3-1) 자유낙하운동
자유낙하운동이란 물체가 진공상태에서 낙하하는 현상으로 다른 힘이 존재하지 않는 상태에서 오직 중력가속도만으로 작용하는 등가속도운동이다. 따라서 자유낙하 시 물체의 가속도는 물체의 크기, 질량과 상관없이 항상 동일하다.
아리스토텔레스는 동일한 조건에서 질량이 큰 물체는 질량이 작은 물체보다 빨리 낙하한다는 주장을 한다. 갈릴레이는 그 주장에 반론을 제시하였고, 질량이 다른 두 물체를 동일한 거리에서 떨어뜨리는 실험을 진행하였다.
아리스토텔레스의 주장이 옳다면 질량이 다른 두 물체를 밧줄로 묶어서 떨어뜨린다면, 질량이 작은 물체는 질량이 큰 물체의 속력을 늦출 것이고, 질량이 큰 물체는 질량이 작은 물체의 속력을 빠르게 만들 것 이다. 따라서 합친 두 물체는 각각 낙하속도의 평균속도로 낙하하게 될 것이다. 하지만 애초에 두 물체를 합친 질량은 질량이 큰 물체보다 크기 때문에 더 빨리 떨어질 것이다. 이 두 예상은 양립이 불가능하기 때문에 질량에 따라 속도가 다르다는 아리스토텔레스의 주장은 옳지 못하다는 것이 갈릴레이의 주장이다.
이후, 우주비행사가 진공 상태인 우주에서 질량이 다른 두 물체를 동일한 높이에서 떨어뜨리는 실험을 했고, 두 물체가 동시에 지면에 도달함에 따라 갈릴레이의 주장이 입증되었다.
3-2) 가속도(Acceleration)
시간에 따라 속도가 어느 방향으로 얼 만큼 변화하는지를 나타내는 값이다.