일반물리 - 일차원 충돌과 운동량 보존

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2019.03.01
최종 저작일
2018.04
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목차

1. 제목
2. 목적
3. 이론
4. 결과 값
5. 오차 분석 및 의견

본문내용

1. 제목

실험 15 [포토게이트를 이용한 실험] 일차원 충돌과 운동량 보존

2. 목적

마찰이 없는 에어트랙에서 두 입자의 충돌과정은 서로에게 가해지는 힘이 내력뿐이므로, 계의 전체 운동량은 충돌 전후에 변하지 않는다. 이 실험은 에어트랙위에서 일차원 충돌현상을 이용하여 운동량 보존법칙을 확인하고 에너지의 변화를 살펴본다.

3. 이론

일차원 충돌을 하는 입자의 경우 충돌 과정에서 이 계에 작용하는 힘은 서로 미는 힘으로 두 입자에 같은 크기, 반대방향으로 작용하여 계 전체로는 상쇄한다. 이런 힘을 내력이라고 부르며 이 특성은 물체에 가해지는 힘의 작용-반작용의 법칙에서 기인한다. 내력만이 작용하는 계의 선운동량은 보존되므로, 두 입자의 충돌 전후에 입자계의 총 선운동량은 같다.
질량이 각각 m, M이고, 속도가 V1, V2인 두 입자의 일차원 충돌을 생각해 보자. 총 선운동량이 보존됨으로 다음 식을 얻을 수 있다.

< 중 략 >

5. 오차 분석 및 의견

실험하기 전 에어트랙의 수평이 맞지 않아 그 점에서 오차가 발생했을 수도 있다. 포토게이트를 사용하는데 EACH 모드를 처음 사용해서 시간 순서를 어떻게 봐야할지 우왕좌왕해서 시간을 잘못 적어 계산에 착오가 있거나 방향 때문에 계산에 문제가 있었을 수도 있다. 운동량과 에너지에서 오차율이 너무 많게 나왔다. 개인의 생각으로는 글라이더를 미는 부분에서 오차가 발생하고 충돌한 지점에서 문제가 있었던 것 같다. 에어트랙의 수평이 맞지 않아서 에어만 틀어놓은 상태여도 글라이더가 저절로 움직였다. 그 부분에서도 문제가 발생했다고 생각한다. 이번 실험에서는 많은 문제와 실수들로 오차가 너무 많이 발생한 것 같다.

참고 자료

없음
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