일반물리학실험 예비보고서( 선운동량보존의 법칙 )

소개글

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목차

1. 실험 목적
2. 실험 원리
3. 실험 기구 및 재료
4. 실험 방법
5. 참고문헌 및 자료

본문내용

1. 실험 목적
공기 미끄럼대를 이용하여 1차원 탄성충돌과 비탄성 충돌 실험을 하고, 충돌 전후의 선운동량이 보존됨을 확인하고, 두 물체의 충돌 전후의 속력을 측정함으로써 선운동량과 운동에너지의 변화를 알아본다.

2. 실험 원리
운동량 는 물체의 질량 m에 그 물체의 속도 를 곱한 양으로 정의된다.
즉, = 로 나타내며, 벡터량으로서 속도와 같은 방향이다. 그리고 운동량 보존법칙이란 고립계(즉, 계 내의 입자들은 서로 상호작용 하지만 계 외부와는 상호작용하지 않는 계)의 총 운동량은 보존된다는 것이며, 다음과 같이 나타낼 수 있다.
= 일정
따라서 입자들이 서로 충돌할 경우, 운동량 보존법칙에 따라 충돌 전의 운동량의 합은 충돌 후의 운동량의 합과 같다.
충돌 전
충돌 후



(1) 완전 탄성충돌인 경우
일차원에서 정지(=0)해 있는 한 물체에 다른 한 물체가 속도 으로 충돌하는 경우에 충돌 후 두 물체의 속도를 구해보자. 그림과 같이 충돌한 후 물체 1()과 물체 2()의 속도가 각각 이 된다고 하면 완전 탄성충돌의 경우 운동량과 운동에너지가 모두 보존되므로
이 된다.
두 식을 연립하면 가 된다.

따라서 충돌 후 물체 2는 항상 양의 속도가 되지만 물체 1은 질량 과 의 크기에 따라 속도가 0, 음 또는 양이 된다.

(2) 완전 비탄성충돌
정지(=0)해 있는 질량 인 물체에 질량이 인 물체가 속도 으로 충돌한 후 두 물체가 결합하여 속도가 이 되었을 때를 생각하자. 이 경우 운동량은 보존되지만 운동에너지는 보존되지 않는다. 운동량 보존법칙에 의하면 이 되고, 만일 두 물체의 질량이 같다면 충돌 후 결합된 물체의 속도 은 다음과 같이 주어진다.

참고 자료

일반물리학 실험 (부산대학교 물리학교재편찬위원회) // 淸文閣
MSD의 인생사~ | 구름하늘
http://blog.naver.com/msdaa/40023432055
www.naver.com & www.google.co.kr