[all a+] 연세대학교 공학물리(1) 실험4 결과 레포트 (운동량과 충격량)

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2020.04.04
최종 저작일
2019.12
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목차

1. 실험결과
2. 결과분석
3. 토의
4. 참고문헌

본문내용

결과분석
두 실험결과를 보게 되면 각각의 실험에서 측정된 결과 값이 서로 가까운 값을 나타내지만 어느 정도의 오차가 존재하게 된다. 두 실험에서 공통적으로 존재하는 실험 오차 발생 원인은 공기저항과 마찰이다. 하지만 이 영향은 미미하다고 볼 수 있다. 우리가 이 실험에서 측정하고자 하는 속도는 순간 속도이고 충돌하기 전까지 어떠한 공기저항이나 마찰은 받더라도 실험 결과에 영향을 주지는 않는다. 왜냐하면 우리는 충돌 직전의 속력과 충돌 직후의 순간적인 속도를 관찰하고자 하였고 그 시간은 매우 짧았기 때문에 그동안의 마찰이나 공기저항에 의한 영향은 무시할 정도로 작다고 할 수 있다. 이제 각각의 경우를 살펴보자.

이러한 오차는 다양한 원인에 의해 나타난다. 첫 번째로, 계산 과정에서 나타나는 속도 값이 갖는 불확실성을 들 수 있다. 운동센서의 특성상 시간 간격을 어느 정도 이하로 줄이지 못하여서 힘센서에서 충돌 시작과 끝의 지점을 찾아 속도를 구하였다. 이 과정에서 선형 근사하여 얻은 식이 오차를 갖고 있었다. 이 식의 R값은 평균적으로 0.995정도 였다. 속도를 선형으로 근사하였는데 실제로 공기 저항을 고려하면 속도-시간 그래프는 완벽한 선형을 나타내진 않는다. 뿐만 아니라, 측정 과정의 운동센서의 영점 조정이 제대로 되지 않았거나 비스듬하게 설치가 되어있을 경우 측정에 오차를 줄 수 있다. 이처럼 속도가 오차를 갖기 때문에 최종 결과인 운동량 변화도 더 큰 오차를 갖게 된다. 두 번째로, 실험 세팅에서 발생한 오차 또한 존재할 수 있다. 카트가 힘센서에 장착된 스프링에 충돌하는 과정에서 장비 전체가 앞으로 밀리는 현상이 나타나 최대한 손으로 고정하였으나, 이러한 밀림에 의해 가 더 작게 나타나게 되어 충격량 보다 운동량 변화가 작은 경향성을 나타난다고 볼 수 있다.

참고 자료

Young & Freedman, University Physics (14th ed.), Pearson, 2016
Halliday, Principles of Physics 10th edition, Wiley, 2015
Raymond A.Serway, Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics 8th edition, 2011
Yonsei Univ. phylab,
http://phylab.yonsei.ac.kr/exp_ref/104_Momentum_KOR.pdf
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