일반물리학실험 탄성충돌에 의한 선운동량 측정 예비레포트

목차

1. 실험목표
2. 실험 원리
3. 실험 기구 및 장치
4. 실험 방법
5. 관련 이론

본문내용

1. 실험목표
두 개의 쇠공을 충돌시켜 충돌 전후의 속도를 측정함으로써 충돌 전후의 선운동량을 비교하여 선운동량 보존법칙을 이해한다.

2. 실험 원리
정지하고 있는 질량 인 입자에 질량 인 입자가 속도 으로 충돌하면 이 두 입자는 충돌 후 그림 1.13.1 과 같이 운동한다.

<중 략>

물리학에서는 보존되는 양이 적지 않다. 보존이 된다는 말은 대체로 어떤 물리량이 시간에 따라 변하지 않는다는 뜻으로 사용된다. 보존량은 물리학에서 무척 중요하다. 그에 따라 보존법칙들도 많이 존재한다. 물리학이란 기본적으로 어떤 물리적 계(system)의 시간에 대한 변화를 살피는 학문이기 때문에, 시간에 따라 변하지 않는 양이 있다면 그 양을 중심으로 물리계를 기술하는 것이 아주 중요한 문제이다. 대표적인 보존량은 지난 실험에서 살펴보았던 에너지이다.
물체에 가해진 힘은 운동량의 시간에 대한 변화로 표현할 수 있다.
에너지 보존법칙만큼이나 물리에서 중요한 보존법칙이 바로 운동량 보존법칙이다. 운동량에는 선운동량(linear momentum)과 각운동량(angular momentum)이 있다. 운동량은 뉴턴이 자신의 역학체계를 세울 때부터 중요한 개념이었다. 뉴턴은 운동 상태를 나타내는 물리량으로 운동량을 지목했다. 특히 뉴턴 역학의 핵심이라고 할 수 있는 뉴턴의 제2운동법칙은 아래와 같이 요약할 수 있다.

<중 략>

운동량이 보존되는 기본원리는 망망한 우주에 내버려진 우주인을 상상해 보면 짐작이 간다. 이 우주인은 아무리 발버둥을 쳐도 자기가 있는 자리에서 꼼짝도 할 수가 없다. 우주공간이 공기나 물로 채워져 있다면 헤엄치듯이 나아갈 수도 있겠지만 우주는 텅 비어 있다. 우주인이 몸을 오른쪽으로 움직이려고 하면 똑같은 몸의 일부는 항상 그 반대쪽으로 향하게 마련이다. 이 우주인이 자기가 원하는 방향으로 움직이려면 그 반대방향으로 뭔가를 내버려야만 한다. 몸에 지닌 장비든 소변 같은 배설물이든 무언가가 반대 방향으로 운동량을 갖고 자기 몸을 떠나가야만 한다.

참고자료

· 일반물리학실험 - 건국대학교 물리학과 ∙ 나노과학기술전공, 북스힐