운동량 보존 실험

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2020.11.18
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2020.09
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본 실험에서는 1차원 등속도 운동하는 글라이더의 충돌 전후 운동을 분석하여 운동량과 에너지 보존의 여부를 확인하였다. 또한, 전후 속도를 계산하여 충돌의 반발계수를 구하고 오차를 분석하여 뉴턴의 제2 법칙과 운동량 보존 법칙을 검증하였다.

목차

1. 실험목적

2. 배경이론
2.1. 운동량 보존 법칙
2.2. 충돌의 종류와 반발계수

3. 실험방법
3.1. 탄성충돌실험
3.2. 완전비탄성충돌실험

4. 실험결과

5. 논의
5.1. 오차분석
5.2. 제언

6. 참고문헌

본문내용

1. 실험 목적
본 실험에서는 1차원 등속도 운동하는 글라이더의 충돌 전후 운동을 분석하여 운동량과 에너지 보존의 여부를 확인하였다. 또한, 전후 속도를 계산하여 충돌의 반발계수를 구하고 오차를 분석하여 뉴턴의 제2 법칙과 운동량 보존 법칙을 검증하였다.

2. 배경 이론
2.1. 운동량 보존 법칙
운동량은 물체의 운동 상태를 가장 직관적으로 표현하는 지표로, 물체의 질량과 속도를 곱한 값이다. 운동량은 특히 충돌이 일어나는 입자계의 운동 상태를 표현하는데 효과적인데, 이는 외력이 존재하지 않는 한 입자계의 총 운동량이 충돌의 종류와 무관하게 충돌 전후에 보존되기 때문이다. 이를 운동량 보존 법칙이라 하며, 뉴턴의 운동 법칙에 의해 증명할 수 있다.
뉴턴의 제2법칙에 의해 물체에 가해지는 힘은 물체의 질량과 물체의 가속도에 의해 결정되며, 운동 시 물체의 질량이 일정할 때 운동량의 시간에 따른 미분값과 동일한 것을 알 수 있다. 이는 물체의 가해지는 외력이 0이면 물체의 운동량은 보존된다는 것을 의미한다.

참고 자료

Walker, J., Halliday, D. and Resnick, R., Principles of Physics, 10th ed., Wiley, New York (2014)
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