컴퓨터 연동 시간 측정 기기를 이용한 물체의 운동 분석 = Analysis of Ball Movement Using Computer Interfaced Timing Device for Physics Major Students

국문 초록 (Abstract)

본 연구의 목표는 computer를 이용하여, 일반 물리학 또는 물리학을 전공하는 학생들의 실험에 사용할 수 있는 시간측정 기기(Timing Device)를 개발한 다음, 이 기기를 이용하여 자유 낙하하는 물체의 중력 가속도를 측정하는 데에 있다. 이 계측 기기는 입출력 카드(IO)를 제작하여 시간 간격을 측정하고 IC 8255를 사용하여 data를 computer와 interface시켰다. 물체가 photo gate를 통과 할 때 'start'와 'stop' 신호를 발생시키도록 하여 이 두 신호 사이의 시간 간격을 측정하도록 한 후, 그 결과를 모니터에 출력하고 file에 저장한다. 이 기기를 사용하여 낙체의 중력 가속도를 측정한 결과, 철편을 사용할 경우 변위가 0.40m일 때 g=9.91㎨, 0.60m일 때 g=10.38㎨이었다. 한편 철편이 떨어진 지점에서 순간 속도를 측정하여 계산된 g 값은 9.85±0.12㎨이어서 알려진 g=9.81㎨ 과 1∼6%오차로 일치함을 보인다. 본 연구의 결과는 학부 학생들의 중력 가속도 측정에 활용될 수 있다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The purpose of this research is to develope a computer-interfaced timing device which is composed of an I/O card and two IR photo gates. The gates were used for generation two signals; 'start' and 'stop', when a free fall body passed through the photo gates. The time interval between signals was measures by this timing device and used for calculating gravitational accelerations. The values were 9.92㎨ and 10.38㎨ at the displacements of 0.40 m and 0.60 m, respectively. The results of this research can be used for undergraduate physics lab.