실험5. 선운동량 보존, 충돌 및 저항력(역학3)

소개

선운동량 보존, 충돌 및 저항입니다.

목차

(1)실험 목표
(2)실험 배경
(3)예비 문제
(4) 실험장비 및 재료
(5) 실험방법 및 예상결과

본문내용

(1)실험 목표

1) 선운동량의 정의와 SI단위를 제시할 수 있다.
2) 선운동량 보존법칙을 설명할 수 있다.
3) 물체의 충돌 시의 선운동량 보존법칙과 역학적 에너지 보존법칙을 실험으로 보여 줄 수 있다.
4) 공기점성에 의한 저항력을 설명할 수 있다.
5) 자유낙하 물체의 공기저항에 의한 종단속력을 측정할 수 있다.
6) 종단속력의 무게의존성을 측정할 수 있다.

(2)실험 배경
운동량(Momentum) : 운동하는 물체의 운동 정도를 나타내는 척도로, 물체의 질량 과 속도 의 곱으로 정의한다. 이를 식으로 나타내면 식 (5.1)과 같다.
(5.1)
운동량은 벡터이며 크기와 방향을 갖는다. 그 크기 이고 방향은 속도의 방향과 같다.
운동량의 SI단위는 이다. 뒤에 나오는 각운동량과 구분하여 선운동량이라고 부르기도 한다.

운동량 보존 법칙: 고립계에 있는 두 개 혹은 그 이상의 입자가 상호 작용할 때 이들의 전체 운동량은 일정하다. 고립계의 총 운동량을 , 두 물체의 운동량을 , 라고 하면 운동량 보존법칙을 식 (5.2)로 나타낼 수 있다.
(5.2)
또 질량 인 두 물체가 충돌(collision)할 때 각 물체의 충동 전과 충돌 후의 운동량을 각각 라고 하면 운동량 보존법칙에 의하여 식 (5.3)이 성립한다.
(5.3)
이 결과는 두 물체가 충돌하는 동안에 보존력계에서 항상 유용하며 모든 종류의 충돌해석에 적용할 수 있다. 이 운동량 보존법칙은 Newton 운동 제2법칙과 제3법칙을 적용하여 유도할 수 있다.

충돌 시의 운동에너지 보존: 충돌 전후의 운동에너지가 보존되는 경우를 탄성충돌(elastic collision)이라 하고, 충돌 전후의 운동에너지가 보존되지 않는 경우를 비탄성충돌(inelastic collision)이라 한다. 충돌 후 두 개의 물체가 한 개로 뭉쳐지는 경우를 완전 비탄성충돌(perfectly inelastic collision)이라 한다

참고자료

· 없음