충격량과 뉴턴 3법칙

목차

1. 측정값

2. 결과

3. 토의
1) 질문에 대한 토의
2) 실험과정 및 결과에 대한 토의

4. 참고문헌

본문내용

[3] 토의
1. 질문에 대한 토의

질문1. 실험 1에서 운동량 변화량과 힘을 적분한 값은 일치하는가?
운동량의 변화량은 0.404 kg·m/s이고 충격량(힘의 적분)은 0.3984 kg·m/s의 값이 나왔다. 엑셀을 이용하여 힘을 적분할 때 사다리꼴의 면적의 합을 더하는 방식으로 구하였다. 그래프를 여러 사다리꼴로 나타내면 넓이에 미세한 차이가 발생하고 그 미세한 차이들이 누적되어 운동량 변화량과 힘을 적분한 값은 일치하지 않다. 오차는 1.39%가 나왔다.

질문2. 충돌 전 또는 충돌 후의 속도 대 시간의 데이터에서 수레와 트랙의 마찰계수를 구할 수 있는가?

마찰계수 μ는 f=μmg로 부터 구할 수 있고 마찰계수를 구하기 위해서는 f의 값을 알아야 한다.

<중 략>

질문5. 실험 3에서 충돌시간을 측정할 때에는 힘 대 시간의 그래프에서 측정하여야 한다. 속도 대 시간의 그래프에서 측정하는 것이 적절하지 않은 이유는?
속도 대 시간의 그래프에서는 sample rate가 50Hz, 힘 대 시간의 그래프에서는 sample rate가 500Hz으로 설정한다. 센서가 인식하는 주기는 Hz가 높을수록 짧아지기 때문에 힘 대 시간의 그래프가 같은 시간 동안 구간을 더 세분화하여 측정하므로 값이 더 정밀하다. 따라서 오차가 더 많이 발생할 수 있는 속도 대 시간의 그래프로 측정하는 것보다 상대적으로 정밀한 값을 얻을 수 있는 힘 대 시간의 그래프로 측정하여야 한다.

참고 자료

김기홍외 14인, 제 12판 물리학실험, 아주대학교 물리학실험실, 2018.06.29. p61-p68
Serway/Vuile, 일반물리학 9판, 일반물리학 교재편찬위원회, p113-p129