일반물리실험-예비,결과레포트-선운동량 보존법칙

목차

I. 예비보고서
1. 실험목적
2. 실험원리
3. 실험기구 및 재료
4. 실험방법
5. 참고자료

II. 결과보고서
1. 실험목적
2. 실험방법
3. 측정값
4. 실험결과
5. 결과에 대한 논의
6. 결론
7. 참고자료

본문내용

5. 결과에 대한 논의
첫째, 이 실험에서 가장 중요한 것은 발사대가 수평을 이루는지의 여부이다. 수평계로 맞춘다고는 하나, 실제와는 차이가 있기 때문에, 실제로 공기를 나오게 하면서 물체가 그대로 정지해 있는지 또는 가속되지 않는지를 확인하는지가 중요하다. 아래 그림은 실험장치를 그림으로 나타낸 것이다.
이상적인 경우에는 세 점으로 물체를 완벽하게 수평으로 받칠 수 있다. 하지만 현실에서는 발사대가 긴 판처럼 생겼으므로, 구간1~3에서 약간씩 휘어짐으로 인해 기울기가 생길 수 있다.
따라서 엄밀한 실험을 하려면 각 구간을 평평하게 만들거나, 혹은 각 구간의 기울기로 인한 가속도를 고려하여 실험을 설계해야 할 것이다. 그러나 이것도 근본적인 해결책은 되지 못한다. 왜냐하면, 실험을 할 때 구간3에서 활차를 초기에 발사한다. 이 활차(1)은 구간3을 지나 구간2에 정지해 있는 다른 활차(2)에 충돌하게 된다. 그러면 활차2역시 구간1,2를 지나게 되는데, 이런 복잡한 변수를 모두 고려하는 것은 불가능할 뿐 아니라 바람직하지 못하다. 얼핏 보았을 때, 각 구간별 기울기를 고려하여 보정하는 것이 합리적으로 생각될 수 있지만, 위에서 언급했듯이 복잡하기 때문에 현실적으로 불가능하다.
그러므로 정확한 실험을 위해서는 오로지 이상적인 수평에 가까운 실험장치를 사용하는 것이 옳다.
둘째, 공기미끄럼대에서 나오는 공기로 인해 물체가 이상적으로 미끄럽게 진행하지 못하였다. 물체는 공기가 셀수록, 자세히 보았을 때 양쪽으로 진동하며 운동하는 것을 관찰할 수 있었다. 이것은 미약하지만 오차의 원인을 제공한다
셋째, 공기미끄럼대 자체의 마찰이 있었다. 활차1만을 올려놓은 후 고무줄로 튕겨보니, 약 25회 왕복하면 정지상태에 가깝게 되는 것을 관찰할 수 있었다. 에서 보듯이, 활차와 공기미끄럼대 사이의 마찰력, 공기저항력이 존재한다. 따라서 한번 왕복할 때 약 1/25(4%)씩 운동에너지가 감소하는 것을 볼 수 있었다. 또한 공기저항력은 물체의 속력의 제곱에 비례하므로, 물체의 왕복 초기에는 운동E가 나중보다 더 많은 비율로 감소했음을 예상할 수 있다. 따라서 실제로는 한번 왕복할 때 운동에너지가 4%보다는 크게 감소할 것이다.

참고자료

· principles of physics, halliday walker, 9th edition, 범한서적, 254-255page
· 선운동량 보존법칙 : http://164.125.150.22/xe/page1_2_1