운동량과 에너지 보존

목차

1. 실험 목적
2. 실험 원리
3. 실험 기구 및 재료
4. 실험 방법
5. 측정값
6. 실험결과
7. 질문 및 토의
8. 결론 및 검토

본문내용

실험 목적
탄동진자(ballistic pendulum)를 이용하여 비탄성 충동일 때 운동량 보존 법칙을 확인하고 에너지 손실을 계산한다.
실험 원리
a. 질점으로서 진자
그림 9.1과 같이 정지해 있는 진자가 질량이 m이고 속도가 vb인 쇠구슬과 충돌한 후 합쳐져서 진동하는 경우를 생각하자. 쇠구슬과 진자는 비탄성 충돌을 하였으므로 운동량은 보존되지만 역학적 에너지는 보존되지 않는다. 충돌후 진자의 속도를 vp, 쇠구슬과 진자의 합쳐진 질량을 M이라고 하면 운동량 보존 법칙은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

충돌전후의 역학적 에너지는 보존되지 않지만 충돌 후 진자의 에너지는 보존되어야 한다. θ=0에서의 진자의 에너지는 운동 에너지뿐이고 진자가 최대 높이에 도달했을 때에는 위치 에너지 뿐이다.

<중 략>

5.위의 2~4과정을 10회 반복한다.
6.쇠구슬을 medium range.long range에 각각 장전하여 위의 과정을 반복한다.
7.쇠구슬의 질량 m 쇠구슬과 합쳐진 진자의 무게 M그리고 회전축과 진자의 질량 중심까지 거리 Rcm 회전축으로부터 충돌진적 쇠구슬 중심까지 거리 Rb를 측정한다.
c.진자의 주기 측정
1.발사통을 분리 시킨다.
2.쇠구슬을 진자에 결합시키고 진자의 진폭을 작게 (5°이내)하여 진동시킨 후 5번 진동하는데 걸린 시간을 재고 평균 하여 한번 진동하는게 걸리는 시간 (주기)를 계산한다.

참고 자료

없음