5-1 이차원 충돌 예비보고서

소개

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목차

1. 실험 목적
2. 이론
3. 실험 기구 및 장치
4. 실험 방법

본문내용

1. 실험 목적
2차원 충돌 실험은 마찰을 줄인 공기 테이블(air blow table : 이하 공기 테이블) 위에서 수행하고 충돌 전후의 위치 변화로부터 속도를 측정하여 운동량 보존과 에너지 보존 여부를 조사한다. 또 탄성체(테이블 옆 벽면)에 충돌하는 물체의 운동을 살피고 물체의 운동 에너지와 공기 테이블 벽면의 탄성 퍼텐셜(potential) 에너지 사이의 교환을 조사한다.
2. 이론
* 탄성충돌과 비탄성충돌
예를 들어 두 물체가 충돌 전후에 운동량은 보존되지만, 계의 전체 운동에너지는 보존되는 경우도 있고 보존되지 않는 경우도 있다. 계의 전체 운동에너지가 보존되는 경우를 탄성충돌이라 한다. 당구공의 충돌이나 유리 대리석의 충돌은 근사 범위 내에서 탄성 충돌로 간주할 수 있다. 그러나 이러한 충돌도 엄밀히 따지면 충돌 시 운동에너지의 일부가 열에너지, 소리에너지 등 다른 형태의 에너지로 빠져나간다. 이처럼 운동에너지가 보존되지 않으면 그러한 충돌을 비탄성충돌이라고 한다.
탄성충돌은 초기 선운동량과 나중 운동량, 충돌 전의 운동에너지와 나중 운동에너지가 보존된다. 이 말을 간단하게 식으로 써보면 다음과 같다.
(충돌 전의 선운동량 = 충돌 후의 선운동량)
여기서 은 물체 의 초기 속도, 은 물체 의 초기 속도, 은 물체 의 나중 속도, 은 물체 의 나중 속도이다.
(충돌 전의 운동에너지 = 충돌 후의 운동에너지)
두 물체가 충돌할 때 물체 사이의 충격량이 충돌 후에 움직일 방향을 결정한다. 특히 정면충돌이 아니면 물체들이 처음 움직이던 축을 따라 움직이지 않는다. 하지만 닫힌 고립계의 2차원 충돌일 경우에 전체 선운동량은 여전히 보존되므로 다음과 같이 쓸 수 있다

참고자료

· 없음