충돌-충격과 운동량

소개글

"충돌-충격과 운동량"에 대한 내용입니다.

목차

1. 실험목적
2. 실험이론
3. 실험기구 및 장치
4. 실험방법
5. 결과 데이터
6. 질문사항
7. 결과 및 토의

본문내용

7. 질문 사항
(1) ‘운동량-충격량 정리’가 성립하는가? 위 실험 결과에서 운동량의 변화량과 충격량이
어떠한 관계가 있는지 ‘실험 이론’의 내용과 ‘실험 결과’를 토대로 비교하여 설명하시오.
이론적으로는 ‘운동량-충격량 정리’가 성립하여 운동량의 변화량과 충격량의 크기가 같지만 실험을 할 때는 마찰을 무시할 수 없기 때문에 약간의 차이가 난다.

(2) 단단한 물체와의 충돌과 부드러운 물체와의 충돌에서 충격력과 충돌시간을 비교하여라
단단한 물체와 충돌할 때 충돌시간은 더 짧지만 충격력은 더 크고, 부드러운 물체와 충돌할 때 충돌시간은 더 길지만 충격력은 작다.

8. 결과 및 토의
이번 실험의 목적은 물체의 충돌을 통해 운동량의 변화와 충격량을 측정하여 ‘충격량 운동량 정리’를 알아보는 것이다.
우선 실험 전에 모션 센서는 예민하기 때문에 주변에 장애물을 최대한 없애고 실험을 시작하였다. 주어진 조건에 맞게 자석과 카트의 질량을 세팅한 후 프로그램을 실행시켰다. 카트를 출발시킬 때 일정한 지점에서 시작해야 하므로 눈금을 기억하여 손으로 카트를 잡아주었다. 이 때 외력을 최소화하기 위해 손을 가볍게 놓은 뒤 카트와 자석이 충돌하면 프로그램을 중지시켜 운동량과 충격량을 확인하였다. 이와 같은 과정을 자석과 카트의 질량을 바꾸어 반복하여 진행하였다. 이 때 새로운 실험 시작시 힘센서의 버튼을 눌러 값을 초기화 해주는 것이 중요하다.
실험 결과 강한자석 0.5kg, 1.0kg에서 각각 7.709%, 23.67%의 오차율을, 약한자석 0.5kg, 1.0kg에서 각각 11.591%, 10.159%의 오차율을 보였다. 이러한 오차의 원인으로는 카트와 트랙사이의 마찰력이 있다. 마찰력 f=n* 이고 수직항력은 mg와 같은 값을 가진다. 그러므로 카트의 질량 m을 적절하게 줄여주면 이와 같은 오차를 줄일 수 있다. 이 밖에도 공기 저항이 오차의 원인으로 작용할 수 있다.

참고 자료

없음