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'신나는 과학을 만드는 사람들'은 매년 9월 8일을 중력의 날로 정하고 새로운 중력가속도 측정 방법을 공모한다.

신나는 과학을 만드는 사람들(이하 '신과람')은 작년부터 9월 8일을 '중력의 날(g-day)'로 정해 축하하고 있다. 중력가속도값이 9.8m/초²인데서 착안한 것이다. 이 날의 행사중 하나가 중력가속도를 측정하는 사람에게 9만 9천원씩의 상금을 주는 것이다. 작년에는 응모자중 만족할만한 작품이 없었기 때문에 올해는 상금이 누적돼 19만6천원으로 많아졌다.

지난해 응모한 작품들은 실현 가능성이 없거나, 물방울 덜어뜨리기 등 기존 교과서의 실험을 그대로 채용한 경우가 대부분이었다. 따라서 이번에는 간단한 예시를 제시한다. 그것은 바로 사운드카드를 속이는 것이다. 이 방법은 장치가 간단하기 때문에 집에서 해볼 수 있으며 비교적 정확한 데이터를 얻을 수 있다는 장점이 있다. 이 예시를 보고 다양하고 창의적인 방법으로 많은 시도들이 이뤄지기를 기대한다.

■실험결과

1. 녹음된 소리의 파형(그림2)

머리빗은 시중에서 쉽게 구할 수 있는 것을 선택했다. 길이 118.7mm 안에 42개의 빗살이 들어있었다. 빗살 사이의 간격은 2.83mm다.
녹음된 소리파형으로 시간이 지날수록 주기가 짧아진다는 것을 확인할 수 있다.

2. 중력 가속도 측정

파형 편집기의 줌(Zoom) 기능을 이용하면 신호의 마루 부분이 오는 순간을 정확히 알 수 있다. 이를 이용해 매 2.83mm(빗살 사이의 간격) 이동 하는데 걸리는 시간을 계산할 수 있다.

맨 아래와 맨 위쪽의 빗살 네 개를 각각 통과하는 평균 속력을 구해 가속도를 계산하면 다음과 같다.

a= $\frac{{V}_{2}-{V}_{1}}{△t}$ = $\frac{164.9cm/초-73.9cm/초}{0.9745초}$ = 935cm/초²

(그림3)의 그래프는 파형을 분석해 얻은, 시간에 따른 속력 그래프이며, 점선은 최소 자승법을 통해 직선으로 환산한 그래프다. 직선의 기울기는 9.83m/초²으로 이론적인 중력가속도값과 비슷하다. 들쭉날쭉한 부분은 빗살의 간격이 고르지 않아서 나타난 것으로 보인다.