일반물리학실험1 Conservation of Momentum and Impulse 리포트

소개글

본 실험은 운동량 보존 법칙을 확인하고, 폭발, 탄성 충돌 및 비탄성 충돌에서 에너지 보존의 양상을 확인하기 위함이다. 또한 충격량 확인 실험에서 범퍼의 종류를 고무, 용수철, 자석으로 달리하여 에너지 보존의 양상을 비교해보고, 실제로 힘-시간 그래프의 적분 값이 운동량의 변화량과 동일한지 확인해보고자 기획되었다.

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목차

1. Introduction
2. Theoretical Background
3. Methods
4. Results
5. Discussion
6. Conclusion
7. References

본문내용

3. Methods
3.1. 운동량 보존 실험
3.1.1. 준비물
PASCO 스마트 카트 빨간색, 파란색 각 1개, Mass bar, 트랙, 트랙 End stop 2세트, 트랙 Feet 2세트

3.1.2. 실험 환경
(1) 카트에 자석 범퍼를 설치한다.
(2) 트랙 아래의 수평 나사를 이용해 트랙의 수평을 맞춘다. 카트를 약간 밀었을 때 운동하는지 여부를 확인하여 수평을 확인할 수 있다.
(3) 속도-시간 그래프를 만든 뒤, 같은 수직 선에 두 카트의 속도가 모두 기록되도록 한다.
(4) 속도의 부호를 확인한다. 두 카트 모두 우측을 향할 때 양의 값을 갖도록 한다.

3.1.3. 폭발(explosion) 실험
3.1.3.1. 두 카트의 질량이 동일할 때
(1) 트랙 가운데에 두 카트가 마주보도록 올려 놓는다.
(2) 기록을 시작한 후, 양 카트를 분리시키는 트리거를 누른다.
(3) 카트가 트랙의 끝에 도달하기 전에 기록을 중지한다.

3.1.3.2. 빨간색 카트의 질량이 클 때
(1) 빨간색 카트 위에 Mass bar를 올린다.
(2) 3.1.3.1의 (1)~(4)를 반복한다.

3.1.4. 완전 비탄성 충돌(complete inelastic collision) 실험
3.1.4.1. 두 카트의 질량이 동일할 때
(1) 빨간색 카트와 파란색 카트의 벨크로 범퍼가 서로 마주보도록 트랙 위에 올린다.
(2) 같은 방향으로 움직일 때 두 카트의 속도 부호가 동일하도록, 빨간색 카트의 속도 부호를 조정한다.
(3) 기록을 시작한 뒤, 빨간색 카트를 파란색 카트 쪽으로 민다.
(4) 카트가 트랙의 끝에 도달하기 전에 기록을 중지한다.

3.1.4.2. 빨간색 카트의 질량이 클 때
(1) 빨간색 카트 위에 Mass bar를 올린다.
(2) 3.1.4.1의 (1)~(4)를 반복한다.

3.1.5. 탄성 충돌(elastic collision) 실험
3.1.5.1. 두 카트의 질량이 동일할 때
(1) 빨간색 카트와 파란색 카트의 자석 범퍼가 서로 마주보도록 트랙 위에 올린다.
(2) 빨간색 카드의 속도 부호를 원상태로 바꾸고, 파란색 카트의 속도 부호를 조절한다.
(3) 기록을 시작한 뒤, 빨간색 카트를 파란색 카트 쪽으로 민다.
(4) 카트가 트랙의 끝에 도달하기 전에 기록을 중지한다.

참고 자료

KAIST General Physics Laboratory Website (https://genphylab.kaist.ac.kr/labs/general- physics-lab-1/conservation-of-momentum-and-impulse/manual)
Richard Wolfson. 2021. Essential University Physics (4th ed.). Pearson.