실험보고서(20616송주환
활동 보고서
송*환
2024-10-30
1. 실험 목표 아두이노를 활용하여 자유낙하 실험을 한다. 자유낙하 실험통해 중력가속도를 직접 구해보고 실제 알려진 중력가속도와 비교한다. 2. 준비물 아두이노 우노, 점퍼선, 브레드보드,적외선 감지 센서,충격감지 센서,LCD 3. 사전학습 자유낙하운동은 물체가 중력에 영향을받아 떨어지는 운동이다. 자유낙하운동에서 물체의 초기 속도는 0이며 중력의 가속도에 따라 점점 가속된다. 지구의 중력 가속도는 약 9.8m/s²이며 자유낙하운동에서 물체는 일정한 가속도로 추락한다. 4. 실험 방법 적외선 센서를 벽에 1m에서 1.5m 높이에 설치하고 암수 점퍼선을 5~6개 연결하여 센서의 작동 거리를 연장한다. 충격 감지 센서를 바닥에 적외선 센서와 수직이 되도록 설치한다. 적외선 근접 센서와 충격 감지 센서가 제대로 작동하는지 확인하고, 감도가 맞지 않으면 가변저항을 조절하여 감도를 조절한다. 실험 시작 시 적외선 센서 위치에서 충격 감지 센서 방향으로 물체를 수직으로 떨어뜨리며, 이때 과도한 충격으로 인해 충격 감지 센서가 손상되지 않도록 주의한다. 각 센서의 반응 시간을 측정하여 물체의 운동 시간과 중력을 계산한다. 5. 주의사항 충격 감지 센서를 보호하기 위해 물체를 낙하시킬 때 과도한 충격이 가해지지 않도록 주의한다. 충격 감지 센서는 고강도의 충격에 손상될 수 있으므로 최대한 부드럽게 떨어뜨리도록 한다. 적외선 센서와 충격 감지 센서가 제대로 작동하지 않으면 가변저항을 통해 감도를 조정하되, 지나치게 조정하면 센서가 비정상적으로 작동할 수 있으므로 소량씩 천천히 조정한다. 실험 도중 물체가 튀거나 주변 물체와 충돌하지 않도록 넓고 평평한 장소에서 실험하며, 다른 사람이나 물체와의 간섭을 방지한다. 실험 전 각 센서와 장비가 제대로 설치되고 안전하게 고정되었는지 반드시 확인한다. 실험 중에는 센서가 올바르게 반응하는지 지속적으로 모니터링하고, 측정된 시간을 즉시 기록하여 데이터의 정확성을 유지한다. 6. 실험결과 자유낙하 실험을 여러번 진행하고 결과값의 평균을 구했다. 중력에 의해 발생하는 운동으로 물체의 가속도와 속도에 중력이 어떤 영향을 미치는 지 알수 있었다. 또한 경과된 시간에 따른 가속도와 속도 변화를 관찰하여 가속도는 거의 변화하지 않고 속도는 점점 빨라지는 것을 관찰할 수있었다. 마지막으로 실험을 진행하여 가속도의 평균을 구했을때, 실제 우리가 아는 9.8과는 차이가 있다는 것을 발견하였다. 이것은 진공상태에서 실험하는 것이 아닌 외부적 요인이 영향을 끼쳐서 그렇다는 결론을 내렸다. 7. 소감 이번 자유낙하운동 실험을 통해 이론적으로만 알고 있던 중력과 가속도의 개념을 실제로 체험할 수 있었다. 물체가 중력에 의해 점점 더 빠르게 가속되며 일정한 속도로 떨어지는 과정을 눈으로 확인하고, 센서를 통해 낙하 시간을 측정해 중력 가속도를 계산해보니 자유낙하운동의 원리가 더욱 명확하게 이해되었다. 특히 Arduino를 사용해 적외선 센서와 충격 감지 센서를 통해 데이터를 수집하고 분석하는 과정이 흥미로웠다. 단순히 관찰하는 데 그치는 것이 아니라 프로그래밍을 통해 각 센서의 감도와 반응 시간을 코드로 조정하고 데이터를 자동으로 수집하면서, 실제로 데이터의 신뢰성을 높이기 위한 다양한 시도를 해볼 수 있었다. 실험 중 예상치 못한 변수가 발생할 때마다 이를 해결하기 위해 아두이노와 센서를 재설정하고 적응하는 과정이 있었는데, 이는 과학적 사고와 문제 해결 능력을 기르는 데 큰 도움이 되었다. 이 과정을 통해 프로그래머로서 실시간으로 데이터를 다루고 분석하는 능력이 얼마나 중요한지를 다시금 깨달았다. 센서를 통해 실시간 데이터를 수집하고, 중력 가속도를 계산하는 로직을 구현하는 과정은 단순한 실험을 넘어 실제 프로젝트 개발 과정에서의 로직 구성과 디버깅, 데이터 분석의 중요성을 느끼게 했다.








