[물리학 및 실험] 운동량 보존

소개글

6. 분석 및 토의
각 충돌 조건을 달리하여 충돌 전과 충돌 후의 운동량이 보존되는지를 살펴보는 실험이었다. 정지된 물체에 움직이는 물체가 충돌하는 A부터 E까지의 실험은 대체적으로 오차가 낮아 운동량이 보존되는 편이었지만 움직이는 두 물체가 충돌하는 F부터 H까지의 실험에서는 큰 오차를 가져 운동량이 보존되지 않았다. 주요 오차 발생 요인으로 두 물체에 가했던 힘이 서로 다름을 들 수 있는데, 움직이는 두 물체가 충돌할 때에는 질량에 상관없이 같은 힘으로 충돌시켜야

목차

1. 실험 목적
2. 이론
3. 실험 장치 및 기구
4. 실험 방법
5. 실험결과
6. 분석 및 토의
7. 참고문헌

본문내용

1. 실험 목적
충돌하는 두 물체의 운동을 통하여 선운동량이 보존됨을 확인하고 역학적인 에너지도 보존됨을 확인한다.

2. 이론
만약 외부에서 힘이 가해지지 않는다면, 그 계의 운동량의 합은 일정하다. 이것은 뉴턴의 관성의 법칙에 따른 것이다. 충돌 시에도 운동량은 보존된다. 두 물체의 질량을 m1, m2, 충돌 전의 속도를 , 충돌 후의 속도를 , 라고 하면 다음의 식이 성립한다.

f

이 때 e = - / - 를 반발 계수라고 부르고, 0 이상 1 이하의 값을 가진다. 만약 e = 1인 경우의 충돌은 탄성 충돌이라고 부르고, 이 때에는 운동 에너지 보존 법칙, 즉

이 성립한다. 1차원 상의 탄성 충돌일 경우에는 두 물체의 속도는 다음과 같다.

e <1인 경우는 비탄성 충돌이라고 하고, 특히 e = 0인 경우는 완전 비탄성 충돌이라고 부른다. 이때에는 충돌한 두 물체가 같이 붙어서 움직인다.

3. 실험 장치 및 기구
① 에어트랙, 압축공기 공급장치
② 포토게이트 타이머 2개
③ 글라이더 2개, 플래그 2개, 범퍼 2개
④ 기타(미터자, 받침목, 수평자)


4. 실험 방법
① 에어트랙을 정밀하게 수평으로 맞춘다(에어트랙의 수평 정도는 실험값에 영향을 미치는 요소의 하나이므로 주의한다.).
② 포토게이트와 글라이더를 설치한다.

참고 자료

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