충격량과 뉴턴 제3법칙 결과보고서

소개

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목차

[1]측정값 및 결과
[2]토의
◎참고문헌

본문내용

[2]토의
1.질문에 대한 검토
(1)실험 1에서 운동량 변화량과 힘의 적분의 관계는 기대한 것과 가까운가?
→비슷하다. 이번 오차에서는 계산 값과 적분 값의 상대오차가 9.2%로 나타난 것으로 보아 이번 실험에서 나타난 운동량 변화량과 힘의 적분은 똑같지 않지만 비슷하다고 볼 수 있다.
(2)충돌 전 또는 충돌 후의 속도 대 시간의 데이터에서 수레와 트랙의 마찰계수를 예측할 수 있는가?
→예측가능하다. 일-에너지 정리 즉, 물체에 작용한 알짜힘이 물체에 한 일은 운동에너지 변화량과 같다는 것을 이용하여 구할 수 있다. 충돌 전 운동에너지는 곧 충돌 후 운동에너지와 마찰시 생긴 에너지의 합과 같다는 것이다. 이를 식으로 표현하면 다음과 같다.
이때, 속도 대 시간 데이터에서 를 알 수 있고, s는 충돌 시 수레의 이동거리이므로 용수철이 수축한 거리를 속도 대 시간 그래프에서 충돌직전부터 속도가 영이 되는 순간까지의 면적을 구하여 알 수 있다.
(3) 실험 2의 8항에서 구한 그래프에서 센서 A의 값에 충돌 후 잡음이 있는(상하로 진동하는) 원인은 무엇인가?
→센서 A의 값이 충돌 후 상하로 진동하는 이유는 수레가 충돌 시 정확한 무게 중심에서 충돌하지 않아 여러 방향으로 힘이 가해졌기 때문이다. 이는 스프링에 수레가 충돌하면서 그에 대한 반작용 방향이 작용방향과 정반대 방향뿐만 아니라 여러 방향으로 분산되었기 때문이다.
(4)실험 2에서 과 , 과 의 그래프를 사용하여 이 실험의 오차범위 내에서 목적이 달성되었는지를 토의하시오.
→엑셀을 이용해 그린 그래프를 통해 약간의 진동으로 인한 차이 외에는 거의 비슷한 형태로 나타나는 것을 알 수 있다. 그러므로 오차범위 내에서 실험이 이루어졌다.
(5)실험 3의 충돌시간의 측정은 힘 대 시간의 그래프에서 측정하여야 한다. 속도 대 시간의 그래프에서 측정하는 것이 적절하지 않은 이유는?
→뉴턴의 제 2법칙에서 이며 운동량은 로 정의되고 있으므로 충격량을 측정하기 위해서는 충돌 직전 속도와 충격 직후의 속도를 측정하여 그 차에 질량을 곱해야 하는 데, 속도 대 시간의 그래프로 측정을 하게 되면 수레의 좌우 떨림과

참고자료

· ○제 8판 『물리학실험』 아주대학교 출판부
· ○『HIGH TOP 물리1』 두산동아