선운동량보존(탄성충돌)

목차

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

본문내용

3. 실험기구 및 장치
2차원 충돌 장치(그림), 질량이 같은 쇠공 2개, 수직기, C형 클램프, 갱지와 먹지, 자와 각도기

4. 실험방법
① 입사구 및 표적구의 질량과 반경을 각각 측정하여 데이터 시트에 기록한다.
② 2차원 충돌장치를 실험대 끝에 C형 클램프로 고정하고, 수직기, 갱지 및 먹지를 [그림2]와 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 수평거리를 를 3회 측정하여 기록하고 평균을 구한다.

<중 략>

실험 결과 충돌 전의 속도와 충돌 후의 두 물체의 속도의 합이 일치하지 않았고, 오차율은 각각 20.41%, 31.29%로 상당히 큰 값이 나왔다. 일반적으로는 충돌 전의 속도가 충돌 후의 두 물체의 속도의 합보다 커야한다. 왜냐하면 충돌을 했을 때 위치에너지가 운동에너지로 전부 전환되는 것이 아니라 소리에너지, 열에너지, 트랙과의 마찰, 쇠구슬이 굴러가며 생기는 공기의 마찰 등이 오차의 원인이 될 수 있다. 그리고 부딪칠때 정확히 질량 중심끼리 부딪친다고 볼 수 없기 때문에 오차가 발생할 수도 있기 때문이다.
하지만 이번 실험의 결과를 보면 충돌 전의 속도가 충돌 후의 두 물체의 속도의 합보다 더 낮은 것을 보았을 때 측정자의 실험 방법에 큰 오류가 있었을 것이라 추측할 수 있다. 예를 들면 쇠구슬을 굴리는 실험자가 쇠구슬을 굴릴 때 힘을 주었을 경우, 쇠구슬을 놓는 위치가 다를 경우, 쇠구슬에 회전을 걸었을 경우 등을 생각할 수 있다. 이 때 입사구와 표적구가 부딪히며 표적구에 회전이 걸리면 속도와 방향에 변한다. 이러한 점을 보완하여 다음번의 실험에서는 위와 같은 오차는 최대한 줄일 수 있는 방법으로 실험에 임해야 한다.

참고자료

· 일반물리학실험, 김용민 외, 북스힐, 93-98p (2016)
· 최신대학물리학, 대학물리학교재편찬위원회 역, 북스힐, 229-262p (2014)
· http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=2117638&cid=47338&categoryId=47338
· http://kin.naver.com/qna/detail.nhn?d1id=11&dirId=1114&docId=60533817&qb=7ISg7Jq064+Z65+JIOuztOyhtCDsi6Ttl5g=&enc=utf8&section=kin&rank=1&search_sort=0&spq=0&pid=TduomlpySDVssb%2Bi0MKssssssxN-034546&sid=KrOwqz0XimZMSTxZx8bskw%3D%3D