물리학실험 결과보고서) 충격량과 뉴턴 제3법칙

목차

1. 실험 목적

2. 실험 원리

3. 결과데이터 및 분석
1) 측정값
2) 결과

4. 결과 및 토의
1) 질문에 대한 토의
2) 실험과정 및 결과에 대한 토의

5. 참고 문헌

본문내용

1. 실험 목적
충격량이 운동량의 변화량과 같음을 확인하고, 두 물체가 서로 충돌할 때, 뉴턴 제 3법칙이 성립함을 확인한다.

<중 략>

4. 결과 및 토의
[1] 질문에 대한 토의
질문1. 실험 1에서 운동량 변화량과 힘을 적분한 값은 일치하는가?
=> 이론상으로 운동량 변화량과 충격량의 크기는 일치하여야 한다. 실험 1에서 운동량의 변화량 는 -0.476kg·m/s, 힘을 적분한 충격량 I는 0.474kg·m/s로 측정되었다. 이때 이 값들은 유효숫자를 세 개로 설정하여 도출한 값이고, 유효숫자를 고려하지 않은 값들, 즉 운동량 변화량의 크기 0.4755kg·m/s, 충격량의 크기 0.474098kg·m/s의 두 값을 비교하였다. 두 값은 완전히 일치하지는 않았으나, 두 크기 값의 오차는 0.295%로 굉장히 작은 수치를 나타내었다. 따라서 근사적으로 일치한다고 말할 수 있다.
오차가 발생한 이유는 면적을 구할 때, 사다리꼴 형태로 가정하여 계산하는 과정에서 오차가 발생하는 것은 당연하였으며, 충돌 시간을 설정하는 과정에서 곡선의 양 끝점을 선택하였는데, 도구를 이용한 것이 아닌 그래프 상에서 임의로 설정한 값이므로 오차가 발생했을 수 있다. 또한, 속도는 위치의 변화를 통해 계산한 값이므로 속도 데이터 값이 주어진 위치에 해당하지 않았다. 따라서 속도가 어느 정도 유지되고 있을 때와 부딪힌 후의 올랐을 때의 최종값을 선택하여 계산하였으나, 오차가 발생했을 것이다.

참고 자료

물리학 실험 12th/조두진 외/아주대학교 출판부/2018/p.61-71