Geogebra를 통한 포물선
운동 분석
학교에서 물리 과목을 배우며 포물선 운동과 관련된 내용을 학습하게 되었고
이 내용에
흥미를 가지게 되어 좀 더 심층적인 부분을 조사해 보고,
진로와 연관된 프로그래밍 부분에선
이와 같은 내용들이 어떻게 활용되는지에
대해 알아보고자 이 포트폴리오를 작성하게되었다.
포물선 운동은 비스듬히 던져 올린 물체의 운동이라고도 불리며 지표면에서 수평방향으로 일정 각도와
속도로 공을 던진다면 그 공의 운동을 수식을 통해 나타낸 것이다.
먼저 공의 속도를 수평성분과 수직성분으로 분해한 후 각각의 속력 성분을 사인과 코사인으로 나타내고
등가속도 운동의 공식을 이용하여 일정시간 이후의 속력과 이동거리, 가속도 등을 수식으로 정리한다.
포물선 운동이 프로그래밍에 쓰이는 대표적인 예로는 게임 속 물리법칙을 구현하는데 사용된다는 것이다.
포물선 운동과 관련한 대표적인 게임으로는 '앵그리버드' 가 있고 포물선 운동을 통해 적을 맞추는 방식을 사용하고 있다. 1인칭 슈팅게임이나 총을 이용한 게임들은 총알 궤적의 현실적이 구현을 위해 포물선 운동을 이용한 탄도학이 사용되고 탄도학 속 탄도방정식은 포물선 운동 공식의 기본적인 형태에 기반하여 만들어졌다.
다음은 지오지브라를 이용하여 포물선 운동을 직접 실험해 본 것으로 초기 속도가 같을 때, 발사각도에 따라서 수평이동거리와 최고 높이가 달라짐을 확인 할 수 있었다. 이론에 따르면 45도의 각도로 던질 때 수평이동거리가 가장 길어진다. 실제 그래프에 각도값을 조정해 본 결과 30도 일때 최대 높이 12742.1 최대 거리 88279.86, 45도 일때 최대 높이 25484.2 최대 거리 101936.8, 60도 일때 최대 높이 38226.3 최대 거리 88279.86으로 45도일때가 수평이동거리가 가장 길어 이론과 일치함을 증명할 수 있었다. 또한 0~45도 사이에선 각도가 증가함에 따라 수평이동거리도 증가하고, 45도를 넘으면 수평이동거리가 점점 줄어드는 것을 확인할 수 있었다.