일반물리학실험-conservation of momentum and impulse (운동량-충격량 보존 확인 실험)

소개

"일반물리학실험-conservation of momentum and impulse (운동량-충격량 보존 확인 실험)"에 대한 내용입니다.

목차

1. Abstract
2. Introduction
3. Theoretical Background
4. Method
5. Results & data analysis
6. Discussion
7. Conclusion

본문내용

1. Abstract
smart cart의 완전탄성충돌, 완전비탄성충돌 실험 등을 통해서 운동량이 보존됨을 확인하였고, smart cart의 충돌 과정에서 탄성충돌일 경우 운동에너지가 보존된다는 것을 확인하였다. 운동량의 변화와 충격량 그래프를 통해서 그 둘이 같은 값을 가짐을 실험적으로 증명하였고, 최대 충격력이 클수록 충격력을 받는 시간은 길어짐을 알 수 있었다. 실험 결과로 도출된 운동량과 운동에너지의 값이 이론값과 다른 이유를 분석하였으며, 오차원인의 주된 이유는 충돌시 발생하는 소리에너지 또는 열에너지, 물체가 충돌하면서 받는 힘이 물체의 운동방향과 정확히 일치하지 않기 때문이라고 결론지었다.

2. Introduction
위치센서, 힘센서 등을 장착한 pasco capstone smart cart을 이용하여 물체의 운동량 및 충격량을 동시에 측정하여 실험 분석에 사용한다. 실험은 크게 4가지로 구성이 되며, 다음과 같다.
가. 운동량 보존 실험(폭발 실험)
나. 완전 탄성 충돌 실험
다. 완전 비탄성 충돌 실험
라. 충격량 실험
가 실험에서는 정지한 두 cart를 정지해두고 (폭발이라고 표현되는 개념) 동시에 버튼을 눌러 운동에너지가 보존되는지 확인할 것이다. 나 실험에서는 cart에 자석 범퍼를 부착함으로써 두 cart가 완전 탄성 충돌을 하는지 실험적으로 분석할 것이며, 다 실험에서는 밸크로를 부착하여 완전 비탄성 충돌 실험을 실험적으로 구현할 것이다. 라 실험에서는 cart의 운동량의 변화량과 충격량에 대한 데이터를 수집하고 이를 분석하여 충격량과 운동량의 변화량이 같음을 보일 것이다.
따라서 실험에 필요한 도구들은 다음과 같다.

pasco capstone smart cart, 레일, pasco capstone 분석 프로그램, 밸크로, 자석 범퍼, 스프링 범퍼, 지지대

3. Theoretical Background
가. 운동량
뉴턴 제2법칙에 의해서 다음과 나타낼 수 있다.

참고자료

· John W. Jewett, Jr., Raymond A. Serway, <대학물리학I>, 대학물리학 교재편찬위원회, 북스힐,CENGAGE Learning(2013), p.192.