충돌-충격과 운동량 결과보고서

소개글

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목차

Ⅰ. 실험 1
⑴ 충돌 전/후 속력을 이용하여 운동량의 변화 구하기
⑵ 충격량을 이용하여 운동량의 변화 구하기

Ⅱ. 실험 2
⑴ 충돌 전/후 속력을 이용하여 운동량의 변화 구하기
⑵ 충격량을 이용하여 운동량의 변화 구하기

Ⅴ. 질문사항
① 충격량-운동량의 정의
② 변하는 힘에 의한 충격량
⑵ 단단한 물체와의 충돌과 부드러운 물체와의 충돌에서 충격력과 충돌시간을 비교하여라.
⑶ 위의 비교를 응용하여, 차량의 에어백이 정면출돌 시 탑승자가 다치는 것을 어떻게 막을 수 있는지를 설명해보아라.
⑷ 위의 경우와 같이 실생활에서 찾아볼 수 있는 예는 무엇이 있는가?

Ⅵ. 결과 및 토의

본문내용

<실험1>
그래프1을 통한 운동량의 변화량() kgm/s
그래프2를 통한 충격량() Ns
운동량의 변화량과 충격량의 상대오차 : 10.0%
<실험2>
그래프1을 통한 운동량의 변화량() kgm/s
그래프2를 통한 충격량() Ns
운동량의 변화량과 충격량의 상대오차 : 10.7%
이론상으로 그래프 1에서 구한 운동량의 변화량과 그래프 2에서 구한 충격량은 같아야 한다. 하지만 물체와 트랙사이의 접촉력(마찰력)을 고려하지 않고 실험을 한 점, 또는 실험장치의 미숙한 사용으로 인한 오차원인들도 인해 값이 불일치하는 현상을 보였다.
⑵ 단단한 물체와의 충돌과 부드러운 물체와의 충돌에서 충격력과 충돌시간을 비교하여라.
⇒단단한 물체와의 충돌시간이 부드러운 물체와의 충돌시간보다 짧고, 이것은 물체에 작용하는 힘에 직접적인 영향을 미친다. 충격량-운동량 정의에서 살펴보면,
물체에 가해지는 평균 힘의 크기(F)는 힘이 작용하는 시간 간격()에 반비례한다.
부드러운 물체(자석을 추가)와의 충돌시간은 단단한 물체와의 충돌시간보다 길고, 충돌시간이 길어지므로 이것은 물체에 가해지는 평균 힘의 크기를 감소시킨다.
⑶ 위의 비교를 응용하여, 차량의 에어백이 정면출돌 시 탑승자가 다치는 것을 어떻게 막을 수 있는지를 설명해보아라.
⇒차량이 물체와 정면 출돌 시 에어백은 힘이 승객에게 작용하는 작용시간을 늘려준다. 위에서 설명한바와 같이 물체에 작용하는 평균 힘은 물체에 그 힘이 작용하는 작용시간에 반비례한다. 따라서 에어백은 작용시간을 늘림으로서 탑승자에 작용하는 평균 힘을 줄여 주게 되는 것이다. 만약 에어백이 없다면, 몸은 충돌 이전에 자동차가 갖고 있던 속력으로 운동할 것이고 작용시간 또한 급격하게 줄어들기 때문에 탑승자에 가해지는 힘은 더욱 커질 것이다.
⑷ 위의 경우와 같이 실생활에서 찾아볼 수 있는 예는 무엇이 있는가?
⇒차량의 안전벨트, 야구 글러브, 자동차에 내장된 충격 흡수재, 자동차의 단일 몸통 구조

참고 자료

없음