역학
자유 낙하
모든 질량이 중력으로 같은 비율로 떨어지는 것을 관찰하세요.
자유 낙하 — 인터랙티브 역학 시뮬레이션. 모든 질량이 중력으로 같은 비율로 떨어지는 것을 관찰하세요. 실시간 SI 측정값과 안내형 튜토리얼을 제공하는 무료 브라우저 기반 가상 물리 실험실입니다.
자유 낙하
공기 저항 없이 균일 중력장에서는 질량과 관계없이 모든 물체가 같은 가속도 g로 낙하합니다.
갈릴레오의 통찰: 힘이 무게뿐이면 F = ma에서 질량은 상쇄됩니다. 가벼운 물체와 무거운 물체를 동시에 놓으면 이 이상화된 장면에서 함께 땅에 닿습니다.
- y = y₀ + v₀t + ½gt²
- a = g (모든 질량에서 동일)
조사 개요
랩을 열기 전에 질문을 계획하세요.
이 브리프는 사전 렌더링된 페이지를 반영합니다. 탐구 질문, 서로 다른 예측, 변수의 역할, 지배 법칙, 설정, 분석 및 확장 질문을 이 순서로 계속 표시합니다.
운전 질문
같은 높이에서 가벼운 공, 중간 공, 무거운 공을 동시에 떨어뜨립니다. 어느 것이 먼저 땅에 떨어지나요?
검토할 예측
- 무거운 공이 더 빨리 떨어지고 먼저 착지합니다.
- 세 개 모두 같은 속도로 떨어지고 함께 착지합니다.
- 가벼운 공이 더 빨리 떨어지고 먼저 착지합니다.
다양한 역할
설정하는 것:
- 대량의 (kg)
- 경과 시간 (s)
측정하는 것:
- 가을 속도 (m/s)
- 기세 (kg·m/s)
실험 진행 방법
- free-fall 사전 설정을 엽니다. 크기가 다른 세 개의 공이 같은 높이에 늘어서 있는 것을 볼 수 있습니다.
- 높이 프로브를 중간 공에 부착하고 세 개의 공이 모두 동일한 y-position에서 시작하는지 확인합니다.
- 시뮬레이션을 실행하고 스톱워치/프레임 카운터를 사용하여 각 공이 떨어지는 시간을 측정합니다.
지배방정식
기세 — p = m·v
주어진 시간에 세 개의 공 모두 동일한 낙하 속도를 공유하더라도 운동량이 질량에 따라 크기 때문에 모멘트가 다릅니다. 이것이 바로 무거운 공이 더 빨리 떨어지지 않음에도 불구하고 충격 시 더 많은 피해를 입히는 이유입니다.
인쇄용 실험지에서 학생이 계산할 내용
- 동일한 경과 시간에 가벼운 공, 중간 공, 무거운 공의 낙하 속도를 비교합니다. 무엇을 알아차렸나요?
- 데이터를 사용하여 각 공의 가속도(Δ속도/Δ시간)를 계산합니다. g = 9.8m/s²와 어떻게 비교됩니까?
실험 밖에서의 활용
- 실제 공중에 떨어진 깃털과 볼링공은 함께 떨어지지 않습니다. 이 이상화된 시뮬레이션에서 누락된 어떤 힘이 그러한 차이를 유발합니까?
- 달의 우주비행사들은 망치와 깃털을 떨어뜨리고 함께 착륙했습니다. 실제 물체를 이용한 이 시연을 보기에 달이 지구보다 더 좋은 장소인 이유를 설명하세요.
- AP Physics 1 — Unit 1: Kinematics
- AP Physics C: Mechanics — Unit 1: Kinematics
- IB Physics — A.1 Kinematics
- General High School Physics — Motion & kinematics
- NGSS High School Physics — Forces and Newton's second law
- Middle School Physical Science — Stored (potential) energy
- Middle School Physical Science — Energy in, energy out
- 어떤 것이 먼저 닿을까요?
- 질량 확인하기
- 낙하 기록하기
- 그래프 읽기
- 증거 설명하기
대화형 시뮬레이션을 열어 장면을 빌드하고 재생을 누른 뒤, 실시간 측정 및 가이드 튜토리얼과 함께 탐구해 보세요.