탄환의 속도 측정

소개글

일반 물리학 실험의 결과레포트입니다.
실험 제목은 `탄동 진자를 이용하여 날아가는 물체의 운동을 분석해보자 -탄환의 초기 속도 구하기-` 입니다.
discussion 4장정도입니다.

목차

1. 이론
2. 실험과정
3. 실험결과
4. Discussion

본문내용

1. 이론
【1】 수평도달거리를 이용하는 방법
탄동진자를 테이블의 가장자리여 고정하고 탄환을 수평으로 발사하여 땅에 떨어지게 되는 사정거리로부터 탄환의 초기속도를 결정한다. 탄환이 발사되어 땅에 떨어질 때까지의 시간을 t라 하면 연직거리 H는

수평거리 D는

이므로 t를 소거하면

이다. 즉 D, H를 측정하여 v를 구하는 것이다.
【2】 운동량 보존법칙을 이용하는 방법
질량이 m인 탄환이 수평하게 날아가 질량이 M인 탄동진자에 박히는 1차원 완전비탄성충돌을 고려해보자. 단, 탄환과 탄동진자는 질점으로 가정한다.
이러한 충돌과정에서 작용하는 외력(중력 등)은 내력(충격력)에 비해 무시할 정도로 작으므로 외력은 없다고 가정할 수 있다. 그러므로 충돌과정에서 탄환과 탄동진자로 이루어진 계의 총 선운동량은 보존된다. 즉, 충돌 전의 탄환의 운동량은 충돌 후 탄환이 박힌 탄동진자의 운동량과 같다.


탄환의 충돌 후 탄환이 박힌 탄동진자는 초속도 V로 운동하여 그 질량중심이 h의 높이에 이르러 일시적으로 정지하는 운동을 하게 된다. 이 과정에서 회전축과 탄동진자와의 마찰력, 공기 저항력 등의 여타의 비보존력이 작용하지 않는다고 가정하면 계의 역학적 에너지는 보존된다. 최대의 높이 h에 도달하였을 때 탄환이 박힌 탄동진자의 운동에너지는 완전히 h높이에서의 퍼텐셜 에너지로 전환되므로

위 식에서 탄환이 박힌 탄동진자의 초속도는

참고 자료

없음