물리학및실험 탄성충돌에 의한 선운동량 측정
- 최초 등록일
- 2021.04.14
- 최종 저작일
- 2019.03
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소개글
"물리학및실험 탄성충돌에 의한 선운동량 측정"에 대한 내용입니다.
목차
1. 실험목표
2. 이론적 배경[실험원리]
3. 실험 방법
4. 실험 기구 및 장치
5. 실험시 주의사항
6. 예상오차
7. 참고문헌
8. 실험 결과
9. 토의
10. 참고문헌
본문내용
1. 실험목표
두 개의 쇠공을 충돌시켜 충돌 전후의 속도를 측정함으로써 충돌 전후의 선운동량을 비교하여 선운동량 보존법칙을 이해한다.
2. 이론적 배경[실험원리]
정지하고 있는 질량 인 입자에 질량 인 입자가 속도 으로 충돌하면 이 두 입자는 충돌 후 그림과 같이 운동한다.
그림과 같은 충돌에서 외력은 0이므로 선운동량은 보존된다.
즉, 이다.
식 을 입사방항을 x축, 이와 직각방향을 y축으로 하는 좌표계에서 성분으로 표시하면x방향 : y방향 : 이다.
또 이 충돌이 탄성충돌이라면 충돌 전후의 계의 운동에너지가 보존되어야 하므로 이다.
만약, 입사입자 과 표적입자 의 질량이 같다면(= )x방향 : y방향 : 는 이 되어, 충돌 후 두 입자의 진행 방향은 직각을 이루게 된다.
즉 이다.
3. 실험 방법
(1) 입사구 및 표적구 의 잘량과 반경을 각각 측정하여 기록표에 기록한다.
(2) 2차원 충돌장치를 실험대 끝에 C형 클램프로 고정하고, 수직기, 갱지 및 먹지를 그림1과 같이 장치한다.
(3) 질량이 같은 두 개의 쇠공을 준비하여 하나는 표적구로, 또 하나는 입사구로 사용한다.
(4) 표적구 없이 입사구를 일정한 높이의 기준접에서 굴러내려 떨어진 장소와 수직기 끝점이 지시하는 지점과의 수평거리 를 5회 측정하여 기록하고 평균을 구한다.
(5) 입하구가 낙하한 수직거리 H를 측정한다.
(6) 과정 (4), (5)의 측정값으로써 입사구의 속력 를 구한다.
(7) 표적구를 입사구와 약 40°의 각을 유지하도록 올려 놓고 과정 (4)에서 정해놓은 기준점에서 입사구를 굴려내려 충돌시킨 후 두 공이 떨어진 지점의 수평거리 과 , 입사방향과 이루느 각 과 를 측정한다. 이와 같은 과정을 5회 반복하여 평균을 구한다. 이때 벡터의 시작점은 오른쪽 그림을 참고로 하여 정해야 한다.
(8) 표적구와 입사구의 각을 약 55°, 70°로 놓고 과정 (7)을 반복한다.
(9) , , 및 로부터 충돌 후 입사구와 표적구의 속도 과 를 계산한다.
여기서, 입사구의 속도 , 표적구의 속도 이다.
참고 자료
http://heebok.kongju.ac.kr/experiment/dynamics/fm14.html
건국대 물리학과, 2003년, 일반물리학 실험, 북스 힐, 33~37p