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1. 실험목표 자유낙하운동의 원리와 적용 사례에 대해 알아보고 적외선 감지 센서와 충격 감지 센서를 사용해 자유낙하 물체의 운동 시간을 측정하여 중력과 자유낙하 속도를 확인한다. 2. 준비물 아두이노 우노, 점퍼선, 브레드보드, 적외선감지센서, 충격감지센서, LCD 3. 사전학습 자유낙하운동은 중력의 영향을 받는 물체가 외부 힘에 영향을 받지 않고 자유롭게 떨어지는 운동으로, 공중에 있는 물체가 수직으로 아래로 가속되며 속도가 증가하는 운동을 의미하며, 중력에 의해 발생된다. 자유낙하운동에서 물체의 초기 속도는 0이며 중력의 가속도에 따라 점점 빨리 가속됩니다. 이 때 지구의 중력 가속도는 약 9.8m/s²이며 자유낙하운동에서 물체는 시간에 따라 일정한 가속도로 추락하며 추락 운동에서 물체의 이동 거리는 시간의 제곱에 비례하여 증가한다. 따라서, 자유낙하운동은 중력만이 작용하는 상태에서 발생하는 운동으로, 초기 속도 없이 시간에 따라 등속적으로 가속되어 운동하는 현상이다. 4. 실험방법 적외선 센서를 1m~1.5m 높이의 벽에 설치한다. 암수점퍼선을 5~6개 연장하여 사용한다. 충격 감지 센서를 적외선 센서와 수직이 되도록 바닥에 설치한다. 적외선 센서, 충격 감지 센서가 올바르게 작동 되는지 확인한다. 적외선 센서에서 충격 감지 센서로 물체를 수직으로 떨어뜨린다. 각 센서가 반응한 시간을 측정해 물체의 운동 시간과 중력을 구합니다 5. 주의사항 과도한 충격으로 충격 감지 센서가 고장나지 않도록 주의한다. 6. 실험결과 LCD에 중력가속도 값이 평균적으로 10.8이 나온다. 7. 소감 처음에는 아두이노를 통한 실험에 익숙하지 않아서 적외선 감지센서, 충격감지센서, LCD를 연결하는 과정에서 어려움을 겪었다. 하지만 포기하지 않고 계속해서 시도하다보니 브레드보드와 아두이노를 이용해 센서들을 연결하고 코드를 실행시켜 이러한 요소들을 복합적으로 작동시키는 과정을 이해하게되었다. 이번 실험을 통해 첫 번째로 브레드보드의 세로줄이 공통된 핀으로 연결되어 같은 전력을 공유한다는 것을 알게되었고, 이러한 특징을 이용해 5V 전원 핀을 하나만 제공하는 아두이노 보드에 여러 개의 5V 전원이 필요한 센서들이 동시에 연결되도록 응용할 수 있다는 점을 알게되어 브레드보드의 역할을 이해할 수 있었다. 또한 위의 실험을 통해 10.8이라는 중력가속도 값을 얻었는데 이는 물리학 시간에서 배운 이론값인 9.8과 차이가 나지만 오히려 현실에서는 공기저항과 같은 변수가 존재하기 때문에 이것이 오히려 이상적인 결과값이라는 것을 알게되었다. 결론적으로 이번 실험을 통해 컴퓨터 프로그래밍을 통해 과학실험을 하는 경험을 얻을 수 있어서 유익하였고 더욱 복잡한 실험들도 도전해보고 싶다는 생각이 들었다.

1. 실험목표 택트 스위치를 이용해 물체의 고유한 주파수를 측정하여 스트로보 현상을 이해한다. 2. 준비물 아두이노 우노, 브레드보드, 점퍼선, 단색 LED, 저항 220옴, 택트스위치 2개, 5V FAN 3. 사전학습 스트로보 효과란? : 일반적으로 사람의 눈은 모든 순간을 감지할 능력이 없으며, 평균 1초당 12프레임을 감지할 수 있다. 이러한 특징을 이용하여 일정한 속도로 움직이는 물체에 일정한 주파수의 빛을 비추게 되면, 움직이고 있는 물체를 멈추거나 반대 방향으로 움직이는 것처럼 보이게 할 수 있다. 영화나 TV 등 화면을 통해 장면을 보내는 속도와 물체가 움직이는 속도를 맞추어도 같은 효과를 나타낼 수 있다. 4. 실험방법 회로 연결 후, 5V 팬을 고정한다. LED를 5V 팬에 비춰준다. 택트 스위치를 눌러 주파수를 올리거나 낮추면서 스트로보 현상을 확인한다. 5. 주의사항 돌아가는 냉각팬에 손가락을 집어넣지 않는다. 6. 실험결과 돌아가는 냉각팬이 스트로보 효과에 의하여 멈춰보이기도 하고, 반대편으로 도는 것처럼 보이기도 하였다. 7. 소감 스트로보 효과에서의 주파수는 초당 반복 횟수로 표현하며 단위는 헤르츠를 사용한다는 것과 주파수가 높아질수록 스트로보 효과의 속도가 빨라지며, 낮아질수록 느려진다는 것을 알게되었다. 또한 스트로보 효과에서의 주기란 스트로보 효과로 한 번의 완전한 사이클을 나타내는 시간으로 주파수의 역수로 계산할 수 있다는 점이 물리1 3단원에서 배웠던 진동수와 주기의 관계와 일치해 주파수와 진동수가 같다는 것을 알게되었다. 일상생활에서 돌아가는 선풍기를 보다보면 가끔씩 선풍기가 멈춰보이거나 달리는 자동차의 바퀴가 멈춰보이는 경험이 있었는데 이것이 과학적 현상이라는 것이 흥미로웠다. 또한 이것이 일반적으로 사람은 1초당 12프레임을 인지하는데 이것을 넘어서면 사물이 역회전되거나 정지되어 보인다는 것에 근거한다는 것을 깨달았다.