일반물리실험1

일반물리실험2
 
 
발사체 끝에 리미트스위치를 이용하여 동기화하나 쉽게 파손되는 단점이 있어 정규 데모실험에서 제외됨


Demo_Old. 표적맞추기

(Last Updated 2006/2/17)

높은 나무의 가지에 매달려있는 원숭이를 발견한 사냥꾼이 원숭이를 겨냥하고 총을 쏘았다. 원숭이는 탄환이 발사되는 것을 본 순간 나뭇가지로부터 손을 놓고 땅으로 달아나려고 하였다. 이 원숭이는 끝내 도망칠 수 있을 것인가? 공기의 마찰을 무시할때 중력의 작용으로 탄환과 원숭이의 위치가 변함에도 불구하고 원숭이는 끝내 총에 맞아 죽어 버렸다. 물리적 근거에 바탕을 둔 고전적 교과서의 이러한 사실을 실험실에서 재현하기 위해 우리는 [그림1]과 같이 실험을 수행한다.
발사체에는 스위치가 달려 있어서 발사레버에 의해 공이 발사될 때 신호가 드롭박스로 보내지고 드롭박스에 붙어있던 표적(테니스공)이 동시에 떨어지도록 구성되어있다. 표적을 붙여 놓기위해 별도의 전원장치가 필요없으며 표적은 영구자석(네오디뮴)에의해 매달려있다. (마이크로)스위치는 드롭박스에 전화선으로 연결되고 발사되는 순간 드롭박스 내의 9V 배터리에 의해 코일에 전류가 흘러 자기장을 형성하고 영구자석의 자장을 약화시켜서 표적이 떨어진다.
shoot-the-target.jpg
[그림1] 포사체와 표적맞춤

[실험방법]

(1) [그림1]과 같이 장치를 구성한다. 발사체를 테이블에 단단히 고정하고 드롭박스는 스텐드를 이용하여 고정한다. (2) 발사체와 드롭박스를 전화선으로 연결해주고 발사체의 방향을 표적을 정확히 바라보도록 정렬한다. 이때 레이저 등을 이용하여 발사체와 표적을 정렬하면 비교적 쉽다.
(3) 쇠구슬을 발사체에 장전할 때에는 플라스틱 막대로 딸깍 소리가 날 때까지 밀어넣고 스위치부분에 적색LED가 켜지는가 확인한다. (회로가 준비상태가 됨)
(4) 발사레버를 당겨서 포사체와 표적이 부딪히는가를 확인한다. 포사체와 동기화된 표적은 중력의 작용에도 불구하고 부딪치는가?

[주의]

(1) 전화선이 연결되있고 피스톤이 장전된 채로 방치되면 배터리(9V)가 금방 소모되므로 실험이 끝나면 전화선을 빼 놓는다.
=> LED가 침침하거나 표적이 잘 떨어지지 않을 때에는 배터리를 교체해 주어야한다.


(2) 구슬을 장전할때 구멍내부의 리밋스위치가 부서지기 쉬우므로 손가락으로 장전하지 말고 플라스틱 막대로 부드럽게 장전한다.


(3) 실험중 물건이나 모니터등이 쇠구슬에 부딪혀 파손되지 않도록 주변을 잘 정돈한다.

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