일반물리학실험 보고서 선운동량 보존법칙 재택실험 부산대학교 A+보고서

소개글

2020년도 부산대학교 일반물리학실험 재택실험 보고서입니다.

성적 A+

목차

Ⅰ. 실험 목적
Ⅱ. 실험 원리
Ⅲ. 실험 기구 및 재료
Ⅳ. 실험 방법
Ⅴ. 측정값
Ⅵ. 실험 결과
Ⅶ. 결과에 대한 논의
Ⅷ. 결론
Ⅸ. 참고문헌 및 출처

본문내용

실험 목적
본 실험의 목적은 다양한 질량의 물체가 1,2차원 충돌하는 모습을 관찰하고 분석하여 선운동량 보존법칙을 확인하는 것이다. 또 마찰력이 존재하는 계에서의 선운동량 보존법칙에 대해서도 생각해본다.

실험 원리
운동량 는 물체의 질량 m에 그 물체의 속도 를 곱한 양으로 정의된다. 즉

로 나타내며, 벡터량 으로 속도와 같은 방향이다.

이는 뉴턴의 제 2법칙(외력은 물체의 운동량을 변화시킴) 과 제 3법칙에 의해 유도되는 결과이며. 따라서 외력이 없는 고립계의 경우 운동량이 보존된다는 것을 알 수 있다.

또한 역시 뉴턴의 법칙에 따라서 외력이 없는 상황에서 물체들의 충돌 전후의 운동에너지 또한 일정하게 보존된다.

물체1의 질량 :
물체1의 충돌전 속도 :
물체1의 충돌후 속도 :
물체2의 질량 :
물체2의 충돌전 속도 :
물체2의 충돌후 속도 :
그림 변수 설명
이것을 식으로 나타내면

이다.

다음으로 등가속도 운동하는 물체의 경우 다음의 식이 성립한다.

따라서 등가속도 물체의 한순간의 속도는 물체가 받는 가속도와 물체가 이동한 거리s로 표현이 가능하다.

따라서 위의 식들을 서로 조합하면 아래의 세 가지 식을 유도할 수 있다.

그림 실험 핵심 유도 식

즉 실험을 통해 위의 값들을 측정한 뒤 그림2의 세 식을 이용하면 충돌에서의 운동량, 운동E 보존을 확인할 수 있다.

실험 기구 및 재료
100원 동전, 500원 동전, 50원 동전, 달력, 투명테이프, 연필, 카메라, 자

실험 방법

그림 실험 장치 모식도

1. 달력과 책을 이용하여 그림3과 같이 경사면 장치를 만든다. 이때 달력끝부분을 테이프로 붙여 책상면과 연결시키는데 이 부분이 원형이 되도록 한다.
2. 달력의 한 부분을 정하여 낙하지점으로 삼고 해당위치에 100원동전을대고 그려 표시한다.
3. 100원동전을 낙하지점에서 놓아 경사면을 미끄러지게 한다.
4. 그 경로상의 한 지점을 충돌지점으로 정하고 역시 동전을 대고 그려 표시한다.

참고 자료

부산대학교 일반물리학실험실(https://gplab.pusan.ac.kr/gplab/40433/subview.do)
일반물리학, 개정판, Halliday, Resnick and Jearl Walker, 범한서적주식회사, 2011년
일반물리학 실험,부산대학교 물리학교재편찬위원회, 청문각,2019, pp19~pp20.