[물리]당구의 역학(선운동량 보존)실험보고서

소개글

당구의역학 실험 보고서입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 배경 이론
3. 실험
실험장치
실험방법
실험결과
4. 결과토의
5.참고문헌

본문내용

1. 실험 목적
당구공의 굴림과 충돌은 강체의 회전 운동과 2차원 충돌 현상을 공부하는 대상으로서 훌륭한 역할을 한다. 이 실험에서는 편의상 회전 운동을 제외시킨 알루미늄 판의 2차원 충돌 실험을 마찰을 줄인 공기 흐름판 위에서 수행한다. 마찰이 없는 판 위에서 운동하는 두 물체 사이의 충돌 과정을 통해서 전체 계 즉, 두 물체에 가해지는 힘은 내력 뿐이므로, 계의 운동량은 충돌 전후에 보존된다. 그러나 역학적 에너지는 충돌 중에 소리, 열 등으로 변환되어 감소될 수 있다. 이 실험에서는 충돌이 일어나는 전후로 시간에 따른 물체의 위치에 대한 흔적을 얻고, 이로부터 속도를 측정하여 운동량 보존과 에너지 보존 여부를 조사한다. 또, 탄성체에 충돌하는 물체의 운동을 살피고, 물체의 운동에너지와 철 띠의 탄성 퍼텐셜 에너지 사이의 교환을 조사한다. 물체의 회전 운동과 마찰력에 의한 영향도 함께 탐구한다.
2. 배경 이론
이 실험의 목적은 실험의 요약에서 밝힌바와 같이, 마찰을 되도록 줄인(실험 내부에서는 마찰이 없다고 가정한다.) 공기흐름판 위에서의 두 알루미늄 원판의 충돌을 전기적 장치를 통해 기록한 종이를 분석함으로써, 선운동량 보존과 역학적 에너지 보존/손실에 대해 알아보는 것이다. 이 실험을 통해 우리는 선운동량과, 역학적 에너지가 보존 된다는 사실을 실험적으로 확인해 볼 수 있다는 데에 의의가 있다. 이론적으로 충돌 전후에 선운동량이라는 물리량은 보존되어야 하지만, 역학적 에너지는 충돌시 발생하는 소리 등 다른 형태의 에너지로 변환되기 때문에, 보존되지 않는다. 이 실험에 쓰이는 공식이나, 데이터 처리 과정을 서술하면 다음과 같다.

참고 자료

새대학물리 p199-p201
인터넷 물리 실험 페이지 http://physlab.snu.ac.kr