물리실험보고서. 2차원 충돌실험

소개

물리 및 실험 과목의 실험 레포트 입니다.
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목차

1. 목 적

2. 이 론
1) 에너지 보존법칙
2) 운동량 보존법칙

3. 장치 및 방법

4. 측정값

5. 계산 및 오차
1) 물체의 초기 속력 V를 구하는 방법
2) 값 구하기
3) x,y 성분에 따른 분석

6. 결 론

7. 검 토

본문내용

1. 목 적 : 두 개의 구를 충돌시켜 충돌 전후의 속력을 측정함으로써 충돌전후의 운동량을 비교하여 운동량 보존법칙을 실험한다. 또한 한 개의 구를 낙하시켜 위치에너지와 운동에너지를 비교하여 에너지 보존법칙을 설명한다.

2. 이 론
1) 에너지 보존법칙 : 에너지의 형태가 바뀌거나 한 물체에서 다른 물체로 에너지가 옮겨갈 때, 항상 계 전체의 에너지 총량은 변하지 않는다는 법칙으로 운동에너지는 , 위치에너지는 로 표현할 수 있고 이 실험에서 ‘두 에너지의 총합은 일정하다.’ 라는 가정 하에 문제를 풀 것이다. 위식을 이용하여 입사입자의 초기 속력을 구할 수 있다.

2) 운동량 보존법칙 : 운동량보존법칙은 에너지보존법칙과 함께 자연현상을 지배하는 기초법칙이다. 운동의 제2법칙에 따르면 힘은 질량과 가속도의 곱 또는 운동량의 시간변화율로 나타난다. 따라서 외부의 힘이 작용하지 않거나 합력이 0이면 물체의 운동상태는 변하지 않고 관성을 유지한다. 이런 관성계에서 운동량의 총합은 항상 변하지 않고 보존된다. 여러 개의 물체로 이루어진 계의 경우, 물체끼리 충돌할 때 각각의 운동량은 바뀌지만 결국 전체의 총합은 변하지 않는다. 이것을 이용하여 충돌 후의 속력 변화를 계산할 수 있다.
정지하고 있는 질량 m2인 입자에 질량 m1인 입자가 속도 v1 으로 충돌하면, 아래의 그림과 같이 운동한다.

<중략>

실험방법)
① 2차원 충돌장치를 실험대 끝에 놓고, 수직기, 갱지를 놓고 장치한다.
② 질량이 m인 쇠공 두개와, 질량이 M인 쇠공 2개를 준비하여 하나는 표적구로, 또 하나는 입사구로 사용한다.
③ 표적구(2번 쇠공) 없이 입사구(1번 쇠공)를 일정한 높이의 기준점에서 굴러내려 떨어진 장소와 수직기 끝점이 서로 일직선상에 놓이도록 충돌장치를 조정하고 실험대 끝에 클램프로 고정시킨다.
④ 표적구(2번 쇠공) 없이 입사구(1번 쇠공)를 충돌장치의 꼭대기에서 낙하시킨 후 충돌장치의 끝점과 수평거리 를 5회 측정하여 평균을 구한다.
⑤ 입사구가 낙하한 수직거리 H를 구한다.
⑥ 과정 ④,⑤의 측정값으로써 입사구의 속력 V를 구한다.

참고자료

· 없음