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

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.

참고자료

· 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