[A+][예비+결과]선운동량보존 실험 보고서(2차원, 에어테이블)

목차

1. 실험 목적
2. 실험원리
3. 실험 기구 및 장치
4. 실험방법
5. 실험결과
6. 고찰
7. 참고 문헌

본문내용

1. 실험 목적
회전운동이 거의 없는 두 물체의 2차원 충돌을 관측한 후 분석해 2차원 충돌과정의 선운동량 보존현상을 이해한다.

2. 실험원리
-2차원 충돌
두 물체가 충돌할 때 물체 사이의 충격량이 충돌 후에 움직일 방향을 결정한다. 특히 정면충돌이 아니면 물체들이 처음 움직이던 축을 따라 움직이지 않는다. 하지만 닫히 고립계의 2차원 충돌일 경우 (외부력이 존재하지 않는 상황)에 전체 선운동량은 여전히 보존된다.
<중 략>

4. 실험방법
4-1. 움직이는 두 원판의 2차원 충돌
1) 실험 장치(송풍기, 컴퓨터와 모니터, 카메라, 에어테이블)를 실험 테이블 위에 설치한다.
*고려사항
- 수평기를 사용하여 에어 테이블의 수평 조절한다.
- 원판이 안정한 상태를 유지하며서 부드럽게 미끄러지도록 송풍기의 출력을 적절히 조절한다.
- 원판의 질량 변화에 따라 송풍기 출력을 조정한다.
- 기준자를 에어 테이블 가장자리에 위치시킨다.
- CCD카메라를 에어테이블 정중앙 위에 설치한다.
- 컴퓨터를 키고 AMCap카메라 창을 활설화 시킨 후, 에어테이블 화면이 잡히는지 확인한다.
2) 두 원판의 질량을 측정하여 기록하고, AMCap 프로그램을 이용해 충돌영상을 촬영한다. 이때, 송풍기로 바람을 송출시키고 두 원판이 같은 점에서 충돌할 수 있도록 살짝 밀어서 출발시키며, 너무 빠르거나 느리지 않도록 한다.

*고려사항
- 원판을 좌우로 움직여서 초점 자동조절 기능으로 카메라의 초점을 맞춰준다.
- 실험을 2회 반복한다.
3) Tracker 프로그램을 이용하여 2)에서 촬영한 동영상을 분석한다. 분석결과 나온 그래프를 그림파일로 저장한다.
*고려사항
- 2차원 충돌이므로 x, y축 2가지 방향의 운동을 분석해야 한다. 충돌 전과 후 두 물체의 x, y방향 속도를 분석한다.
- 충돌 전과 충돌 후의 각각의 구간에 대해 그래프를 마우스로 드래그하여 분석범위를 선택해서 상수 A의 값을 얻는다.
- 오류가 생기는 것을 막기위해 한 영상을 분석하고 나면 Tracker프로그램을 닫은 뒤 다시 실행하여 다른 영상을 분석한다.

참고 자료

일반물리학 제 10 개정판(할리데이 외 저) : 9장 질량중심과 선운동량