탄동진자에 의한 탄환의 속도 측정 결과보고서

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목차

1. 실험제목
2. 실험목적
3. 실험기구 및 장치
4. 이론
5. 실험방법
6. 실험결과
7. 토의

본문내용

1. 실험제목

탄동진자에 의한 탄환의 속도 측정



2. 실험목적

탄동진자를 이용하여 운동량 보존법칙과 에너지 보존법칙에 의해 탄환의 속도를 측정한다.



3. 실험기구 및 장치

1) 탄동진자
2) 쇠공
3) 플라스틱공
4) 자(줄자, 30cm 자)
5) 황동 원환



4. 이론

속도 v로 움직이는 질량 m인 물체의 선운동량(Linear Momentum, p = mv)은 질량과 속도의 곱으로 정의되며, 상호작용하는 여러 물체가 고립계(알짜 외부 힘이 0인 계)로 존재하는 경우에 전체 선운동량은 항상 일정하게 유지된다. 이를 선운동량 보존법칙이라 한다.


i

i
Σpi = Σmivi = 일정 (1)

또한, 물리량이 보존된다는 것은 그 양의 수치가 일정하다는 것을 의미한다. 물리량은 형태가 변했지만 나중 값이 처음 값과 같다. 즉, 고립계의 에너지가 중력 위치에너지에서 운동에너지로, 또는 다양한 다른 형태의 에너지로 변했지만, 에너지는 손실되지 않는다. 이처럼 계의 에너지의 총량은 일정한 값이 유지되고, 이것을 역학적 에너지 보존이라고 한다.
KEi + PEi = KEf + PEf
½mvi² + mgyi = ½mvf² + mgyf (2)
1) 진자에 의한 방법
초기속력 v로 운동하고 있는 질량 m인 탄환이 질량 M인 진자와 충돌한 후, 진자에 박힌 채 높이 h 만큼 올라가는 장치를 탄동진자라고 부른다. 올라간 높이 h를 측정해서 박힌 탄환의 초기속도를 결정할 수 있다. 여기서, 충돌이 일어나는 동안 역학적 에너지는 보존되지 않으나, 운동량은 보존된다. 충돌 전과 후의 운동량은 운동량 보존법칙에서부터 다음의 식이 성립된다.

참고 자료

없음