지는 이유는 무엇인가?
→ 저희가 진행한 실험에는 여러 가지 변수가 존재하고 있습니다. 하지만 원활한 실험의 진행을 위해서 공기저항, 마찰력, 실의 무게 등을 무시하고 실험을 진행했습니다. 실험이 Linear Air Track을 이용한 만큼 공기의 저항은 중요한 요인이 됩니다. 하지만 공기의 저항은 따로 측정할 수 없기 때문에 생략하였고, 이론상에서는 마찰력이 0인 평면에서 실험을 진행하지만 실제로는 마찰력이 0인 평면은 존재하지 않습니다. 즉, 모든 실험에 마찰력의 영향을 고려하여야 하나 마찰력을 포함하여 계산을 하게 되면 계산이 매우 난해하게 진행될 것이 틀림없습니다. 그리고 추의 무게가 무거워 짐에 따라 당연히 마찰력 에 의해서 마찰력이 상승하게 됩니다. 따라서 추의 무게에 따라 중력가속도 측정값은 달라지게 됩니다.
(2) 중력가속도를 측정할 수 있는 또 다른 방법으로는 어떤 것들이 있는가?
→ 이전 시간에 배운 포물선 운동을 이용한 중력가속도 측정법, Borda 진자를 이용한 중력가속도 측정법을 포함하여, 뷰렛을 이용한 중력가속도 측정법, 역학 수레를 이용한 중력가속도 측정법, 용수철 진자를 이용한 중력가속도 측정법, 자유 낙하를 이용한 중력가속도 측정법 등이 있습니다.
3. 오차 분석
이번 실험은 첫 시간에 했던 포물선 운동 실험과 매우 유사하게 진행되었고, 퓨터를 이용하여 결과를 측정했습니다. 이미 앞서서 컴퓨터를 이용한 측정을 해 보았기 때문에, 전보다는 원활한 실험 진행이 가능했습니다.
우선, 이번 실험에 있어 생긴 오차의 원인을 분석해보면,
① 공기의 저항
→ 이론상에서는 공기의 저항을 무시하고 있지만, 실제로는 글라이더가 운동함에 따라 공기의 저항을 받게 됩니다. 공기의 저항은 곧 마찰력으로 작용하여 반대방향의 힘이 되기 때문에 가속도의 값이 이론보다 작게 나올 수 있습니다.
② 중력
→ 중력도 이번 실험에 있어 오차의 원인이 될 수 있습니다. 이론이 성립한 곳과 저희가 실험을 한 곳은 위도와 경도 차이가 존재합니다. 즉, 작용하는 중력값 또한 다르므로 오차의 원인이 될 수 있습니다.
③ 빛의 영향
→ 실제로 실험을 진행함에 있어서 빛의 세기가 영향을 주었습니다. 컴퓨터가 피사체의 움직임을 포착하는 데 있어 형광등의 빛이 너무 강한 경우, 컴퓨터가 피사체의 움직임을 포착하지 못하고 놓치는 경우가 다수 발생했습니다.
④ 실의 무게와 길이
→ 이론에서는 실의 무게를 무시하고 있지만, 실의 무게 또한 작게나마 존재하고 있습니다. 그리고 실의 길이에 따른 문제점은, 이번 실험을 진행할 때, 실의 길이가 길어서 글라이더가 원래 목표 지점까지 도달하지 못한 상태에서 추가 먼저 바닥에 닿아버리는 경우가 발생했습니다. 그럴 경우 가속도의 값은 다르게 측정될 수 있습니다.
⑤ 마찰력
→ 이론에서는 마찰력 역시 무시하고 있습니다. 물체가 이동함에 있어 마찰력이 생기는 것은 필수불가결한 것입니다. 실의 이동, 글라이더의 이동시 공기와의 마찰, 도르레와 실의 마찰 등등 실험에 있어서 마찰력은 많은 곳에서 작용을 하고 있습니다. 그러나 이론에서 모든 마찰을 무시하고 있기 때문에 실제 측정 값과는 다를 수가 있습니다.
4. 반성
이번 실험은 글라이더를 이용해서 가속도와 중력가속도를 측정하는 실험이었습니다. I Cam과 컴퓨터 프로그램은 일전에 포물선 운동 실험을 할 때 사용했던 것과 같아 빠른 실험 진행이 가능했습니다. 이번 실험 진행에 있어서 아쉬운 점이 있었다면 역시, 시간이 넉넉지 않아서 많은 실험을 통해 결과 값을 비교해볼 수 없었다는 것입니다. 그리고, 중력가속도의 값이 실제 이론 결과 값과 너무 많은 차이를 보이고 있어서 실험 진행에 문제점이 있지 않았나 하는 생각도 해봅니다. 이론값과 가까운 결과 값을 도출해낼 수 있도록 연구를 해보는 것도 도움이 될 것 같습니다.
저희 조원들이 변변치 않은 조장인 저의 의견을 잘 따라주고 있어 참 고맙게 생각하고 있습니다. 선배로서 모범을 보여주어야 하는데, 딱히 모범적인 모습을 보여주지 못하고 있어서 안타깝습니다. 또한, 결과 레포트를 되도록 손으로 작성하라고 하셨는데 내용이 방대하고, 몸이 늙은 관계로 워드로 문서작성을 하게 되었습니다. 되도록 손으로 레포트를 쓸 수 있도록 노력해 보겠습니다.
수업시간에 조교님이 던지는 질문에 대답을 해보고 싶지만, 배운 지가 오래된 탓에 기억이 가물가물 해지고 있다는 게 참 아쉽습니다. 그리고, 저희가 드리는 질문에 성심성의껏 답변해주시는 조교님게 감사의 말씀을 드립니다.