일반물리학 실험 선운동량 보존법칙 예비

소개글

일반물리학 실험 선운동량 보존법칙 예비레포트
그림, 사진, 보충자료 포함

목차

1. 실험제목
2. 실험일시
3. 제 출 자
4. 실험목적
5. 실험원리
6. 실험기구
7. 실험방법

본문내용

4. 실험목적
- 두 개의 쇠공을 충돌시켜 충돌 전후의 속도를 측정함으로써 충돌 전후의 선운동량을 비교한다.
5. 실험원리
- 정지하고 있는 질량 m2인 입자에 질량 m1인 입자가 속도 v1으로 충돌하면 이 두 입자는 충돌 후 그림 1과 같이 운동한다.
그림 1 이 충돌에서 외력은 0이므로 선운동량은 보존된다.
즉, m1 + 0 = m1v1` + m2v2` 이다.
식 m1 + 0 = m1v1` + m2v2`을 입사방항을 x축, 이와 직각방향을 y축으로 하는 좌 표계에서 성분으로 표시하면 다음과 같다.
x방향 : m1v1 = m1v1`cosθ1 + m2v2`cosθ2
y방향 : 0 = m1v1`sinθ1 + m2v2`sinθ2
또 이 충돌이 탄성충돌이라면 충돌 전후의 계의 운동에너지가 보존되어야 하므로 다 음과 같은 식이 성립한다.
만약, 입사입자 m1과 표적입자 m2의 질량이 같다면(m1 = m2)다음이 성립한다.
x방향 : m1v1 = m1v1`cosθ1 + m1v2`cosθ2
y방향 : 0 = m1v1`sinθ1 + m2v2`sinθ2
이 때 이 되어, 충돌 후 두 입자의 진행방항은 직각을 이루게 된다.
즉 다음의 식이 성립하는 것이다.
θ1 + θ2 = π/2

< 당구공의 충돌 >
- 당구공의 예를 들어 충돌 현상을 살펴보기로 한다. 당구공은 서로 동일하고 충돌 전에 보통 한 공은 정지해 있으며, 딱딱한 당구공끼리의 충돌은 완전 탄성 충돌에 가깝다고 할 수 있다.

질량이 같은 공끼리의 충돌이므로 : m1 = m2
정지된 공에 충돌하므로 ; v2i = 0

딱딱한 공 사이의 순간적인 충돌이어서 운동에너지는 보존되고, 쓸림힘이 무시되므로 선운동량 뿐만 아니라 각운동량도 보존된다.

참고 자료

- 최신일반 물리학 실험 (범한 서적)
- 일반 물리학 실험 (홍릉과학출판)