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선운동량 보존

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최초 등록일
2009.05.25
최종 저작일
2009.05
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소개글

선운동량 보존

목차

1. 실험 목적
2. 이론 및 원리
3. 실험 장치
4. 실험 방법
5. 참고 문헌

본문내용

1. 실험 목적
두 개의 쇠공을 충돌시켜 충돌 전후의 속력을 측정함으로써 충돌 전후의 선운동량을 비교하여 선운동량 보존법칙을 이해한다.

2. 이론 및 원리
질량이 이고 속도가 인 n 개의 입자로 구성된 계의 선운동량 P 는

(1)

이고, 이 계에 작용하는 외력 이 0 인 경우

(2)

으로부터 다음의 관계가 성립한다.

(3)

즉 입자계의 총선운동량은 일정하다 이것을 선운동량 보존법칙이라고 한다.
예를 들어 정지하고 있는 질량 인 입자에 질량 인 입자가 속도 으로 충돌하면 이 두 입자는 충동 후 그림 1과 같이 운동한다.
이 충돌에서 외력은 0 이므로 선운동량은 보존된다.
즉,
(4)

그림 1
질량 인 두 개의 입자에 의한 충돌이다. 식 (4) 의 입사방향을 x축, 이와 직각방향을 y축으로 하는 좌표계에서 선운동량을 성분별로 표시하면

이다.
또 이 충돌이 탄성충돌이라면 충돌 전후의 계의 운동에너지가 보존되어야 하므로
(6)
이다.
만약 입사입자 과 표적입자의 질량이 같다 면 식 (6) 은
(7)
이 되어 충돌 후 두입자의 진행방향은 직각을 이루게 된다.

(8)
이다.

참고 자료

장준성, 새대학물리, 교문사, p199~201 (1998)
한국물리학회 편저, 일반물리학실험[개정판], 교문사, p121~123 (1982)

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