아주대 물리실험 충격량과 뉴턴 3법칙

소개

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목차

1.측정값
2.결과
3.토의
-질문에 대한 토의
-실험과정 및 결과에 대한 토의

본문내용

[3] 토의

1.질문에 대한 검토
(1)실험 1에서 운동량 변화량과 힘의 적분의 관계는 기대한 것과 가까운가?
→실험 1의 결과 운동량 번화량과 힘의 적분값은 매우 근사했다. 이번 실험의 결과 운동량 변화량의 계산값과 적분 값의 상대오차가 약 3.37%로 나타났으므로 이번 실험에서 나타난 운동량 변화량과 힘의 적분은 똑같지 않지만 매우 비슷하다고 볼 수 있다.

(2)충돌 전 또는 충돌 후의 속도 대 시간의 데이터에서 수레와 트랙의 마찰계수를 예측할 수 있는가?
→충분히 수레와 트랙의 마찰계수는 예측가능하다. 이는 일-에너지 정리를 이용하면 예측해 볼 수 있는데, 다시말해, 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 예측할 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. 다시말해, 충돌 후 잡음이 생긴 이유는 스프링에 수레가 충돌하면서 그에 대한 반작용 방향이 작용방향과 정반대 방향뿐만 아니라 여러 방향으로 분산되었기 때문이다. 만약 무게 중심에서 충돌하였다면 잡음이 생기지 않았을 것이다.

참고자료

· 없음