선운동량 보존(탄성충돌) [일반물리실험1 A+받았습니다]

목차

1. 실험목적
2. 실험원리
3. 실험기구 및 장치
4. 실험방법
5. 실험결과 및 분석
6. 참고문헌

본문내용

1. 실험목적
두 개의 쇠공을 충돌시켜 충돌 전후의 속력을 측정함으로써 충돌 전후의 선운동량을 비교하여 선운동량 보존법칙을 이해한다.

2. 실험원리
정지하고 있는 질량 인 입자에 질량 인 입자가 속도 으로 충돌하면 이 두 입자는 충돌 후 그림 1 과 같이 운동한다.

<중 략>

(1) 입사구 및 표적구의 질량과 반경을 각각 측정하여 데이트 시트에 기록한다.
(2) 2차원 충돌장치를 실험대 끝에 C형 클램프로 고정하고, 수직기, 갱지 및 먹지를 그림2와 같이 장치한다.
(3) 질량이 같은 두 개의 쇠공을 준비하여 하나는 표적구로, 또 하나는 입사구로 사용한다.
(4) 표적구 없이 입사구를 일정한 높이의 기준점에서 굴러내려 떨어진 장소와 수직기 끝점이 지시하는 지점과의 수평거리 를 5회 측정하여 기록하고 평균을 구한다.
(5) 입사구가 낙하한 수직거리 를 측정한다.

<중 략>

(7) 표적구를 입사구와 약 40의 각을 유지하도록 올려 놓고 과정 (4)에서 정해놓은 기준점에서 입사구를 굴러내려 충돌시킨 후 두 공이 떨어진 지점의 수평거리 과 , 입사방향과 이루는 각 과 를 측정한다. 이와 같은 과정을 5회 반복하여 평균을 구한다.
이 때 벡터의 시작점은 그림 3을 참고로 하여 정해야 한다.

<중 략>

따라서 25~36% 정도의 오차가 생김을 알 수 있다.
(2) 측정값 가 식 6을 만족시키면 탄성충돌이다. 본 실험이 탄성충돌인지 아닌지를 판별한다. 탄성충돌이 아니면 에너지 손실은 얼마나 되는가 계산한다.
이 충돌이 탄성충돌이라면 충돌 전후 계의 운동에너지가 보존되어야 한다.
하지만 위에 표와 같이 완전 탄성 충돌이 아닌 경우는 운동에너지 일부가 열에너지 등으로 손실 되었음을 알 수 있다.
(3) 충돌 전과 충돌 후 운동량의 성분을 비교 검토하고 운동량 보존법칙과 관계지어 설명한다.

참고 자료

일반 물리학 실험, 김용민 외, 북스힐, 93p-98p, 2015