아주대학교 물리학실험 6. 충격량, 뉴턴 제 3법칙 / A+

소개

아주대학교 물리학실험의 충격량, 뉴턴 제 3법칙 레포트입니다.
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목차

1. 측정값
2. 결과
3. 토의
4. 참고문헌

본문내용

[3] 토의
1. 질문에 대한 토의
질문 1. 실험 1에서 운동량 변화량과 힘을 적분한 값은 일치하는가?

실험 1의 계산 결과에 따르면 0.43512, 0.45536이다. 두 값의 상대 오차 는 4.65%로, 완벽하게 일치하지는 않지만 두 값은 서로 비슷한 편이다.

질문 2. 충돌 전 또는 충돌 후의 속도 대 시간의 데이터에서 수레와 트랙의 마찰계수를 구할 수 있는가?

충돌 전 속도를 활용해 수레와 트랙 간 운동마찰계수를 구할 수 있다. 운동량 보존 법칙을 이용해 다음과 같은 식을 세울 수 있다.

질문 3. 실험 2의 8항에서 구한 그래프에서 센서 A의 값에 충돌 후 잡음이 있는(상하로 진동하는) 원인은 무엇인가?

실험 2에서 충돌한 수레는 한 쪽은 충돌컵을 달고, 한 쪽은 용수철을 달고 있었다. 두 수레가 충돌 했을 때 충돌컵을 달고 있는 수레는 반작용력이 수레 그 자체에 온전히 전달된 반면, 용수철을 달고 있는 수레는 수레 자체에 반작용력이 전달되는 과정에서 용수철이 눌리는 힘까지 같이 전달되었다. 따라서 수레의 충돌 후 센서 A는 일정시간동안 진동한다.

질문 4. 실험 2에서 과 , 과 의 그래프를 사용하여 이 실험의 오차범위 내에서 목적이 달성되었는지를 토의하시오.

그림4와 그림5를 각각 살펴보자. 실험2의 과 를 서로 비교한 그림 5는 y=0을 중심으로 상하 대칭에 가까운 그래프 개형이 나오는 것을 관찰할 수 있다. 한편 과 를 서로 비교한 그림 4는 두 힘의 분포가 완벽에 가깝게 일치하는 것을 관찰할 수 있다. 따라서 실험2는 오차범위 내에서 목적이 달성되었다.

질문 5. 실험 3에서 충돌시간을 측정할 때에는 힘 대 시간의 그래프에서 측정하여야 한다. 속도 대 시간의 그래프에서 측정하는 것이 적절하지 않은 이유는?

실험 3의 환경을 생각하면 속도가 줄어들기 시작할 때는 수레가 용수철과 접촉을 시작했을 때이고, 힘이 증가하기 시작할 때

참고자료

· 조두진 외, 『제 12판 물리학 실험』, 아주대학교 출판부, 2018, pp. 61-68.
· 레이먼드 A. 외, 『대학물리학 I 9th Edition』, 대학물리학교재편찬위원회 역, 북스힐, pp.196-210.
· “훅의 법칙”, <두산백과>, <https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1156210&cid=40942&categoryId=32230>, (2019.07.18).