연세대 물리 레포트(A+) 4.운동량과 충격량

목차

1. 실험결과
2. 결과분석
3. 토의 및 건의사항

본문내용

실험1. 충격량-운동량 정리
충격량-운동량 정리를 확인하기 위해 카트를 힘센서에 충돌시켜 힘센서로 측정한 충격량과 카트의 운동량 변화를 비교하는 실험을 했다. 직선 트랙에서 카트의 출발 위치를 변경하거나 직선 트랙의 경사도를 조정하여 카트의 충돌 속도를 변경하고, 범퍼 스프링을 바꾸어 충돌 지속시간을 다르게 해 실험을 다섯 번 반복했다. 충격량과 충돌 전후의 운동속도 v , v , 충돌 전후의 운동량 p = mv , p = mv 는 다음과 같다.

< 중 략 >

실험2. 충격량
카트의 운동량 변화가 동일 할 때 탄성계수가 다른 두 스프링으로 측정한 충격량을 비교했다. 실험 시에 카트의 충돌 전후 속도를 직접 측정하지 않고, 직선 트랙의 경사와 카트의 출발 위치가 동일할 경우에는 충돌 전후의 속도 또한 동일하다고 가정했다. 트랙의 경사와 카트 위치를 변경해 실험을 여섯번 반복했다. 힘센서의 스프링이 spring1, spring2일 때 카트가 받은 각각의 충격량과 두 값의 오차는 다음과 같다.

< 중 략 >

6) 결과분석
실험1. 충격량-운동량 정리는 카트를 힘센서에 충돌시켜 충격량과 운동량을 비교해 충
격량-운동량 정리를 확인하는 실험이었다. 직선 트랙을 따라 카트를 운동시켜 힘센서에 충돌시켰다. 이 때 카트의 충돌 전후의 속력 v1, v2 을 측정하고 그 값에 카트의 질량 m = 0.57570(kg)을 곱해 운동량 p1 , p2 를 구했다. 충돌 시 F − t그래프의 면적으로 카트가 받은 총 충격량을 구해 운동량의 변화량 p − p 와 비교해 충격량-운동량 정리를 확인했다. 카트의 출발 위치와 트랙의 경사를 조정해 카트의 충돌 속도를 다르게 하고, 힘센서의 범퍼 스프링 교체로 탄성계수를 다르게 해서 충돌 지속 시간을 다르게 해 실험을 다섯 번 반복하였다. 다섯 번의 실험에서 오차의 평균은 4.42%이었다.

실험2. 충격량은 카트를 힘센서에 충돌시켜 충격량을 측정하고, 힘센서의 범퍼 스프링
을 탄성계수가 다른 스프링으로 교체하고 측정한 충격량과 비교하는 실험이었다.

참고자료

· Young & Freedman, University Physics (14th ed.), Pearson, 2016
· 8.1 Momentum and Impulse (p.262~266)
· 연세대학교물리실험실
· http://phylab.yonsei.ac.kr/
· http://phylab.yonsei.ac.kr/exp_ref/104_Momentum_KOR.pdf