운동량과 충격량 실험(일반물리실험)

목차

1. 실험 제목
2. 관련 이론
3. 실험 결과
4. 논의 및 고찰
5. 참고 문헌

본문내용

논의 및 고찰
카트를 분열, 완전 비탄성 충돌, 탄성 충돌하는 실험에서 운동량과 운동에너지의 관찰하였을 때 운동량이 보존되는 것을 확인하였다. 완전 비탄성 충돌에서 운동에너지가 감소하고. 탄성 충돌에서 운동에너지가 변하지 않는 것을 확인하였다. 운동에너지와 운동량의 실험값은 약간의 차이는 있었지만 이론 값을 계산하였을 때 무시할 수 있는 정도의 오차가 나와서 실험이 잘 진행되었음을 알 수 있었다.
실험을 진행할 때 충돌 직전의 물체의 속도를 측정하는 것에는 어려움이 없으나 충돌 직후 물체의 속도를 선정하는 과정에서 물체가 충돌 후 이동할 때 물체의 속력이 계속해서 감소하는 것을 확인하였다. 이를 통해 트랙과 물체사이에 마찰이 존재함을 확인하였고. 실험에서 운동에너지의 이론값과 실험값이 차이를 보이는 것은 마찰에 의한 것이라 추론할 수 있었다. 또한 실험을 통해 완전 비탄성 충돌 실험에서 새로운 조건을 생각해볼 수 있었다. 운동량의 크기가 같고 부호가 반대인 두 물체의 충돌실험에서 완전 비탄성 충돌이 일어나면 두 물체의 운동량의 합은 0이기 때문에 합쳐진 물체는 정지한다. 그리고 운동하던 두 물체가 정지하였음으로 운동에너지는 감소하게 된다.
충격력 실험에서 이론상으로 카트 운동량의 변화는 카트에 가해진 충격량과 일치한다. 하지만 실험 결과에서 충격량과 운동량 변화에 차이가 있었다. 이는 실험공간이 완전한 고립계가 아니고 용수철이 휘어진 상태로 실험하여 발생한 오차이다.
실험에서 그래프의 면적을 통하여 충격량을 확인할 수 있었다. 이번 실험에서는 충격력이 0.1s 동안 작용하였으나 실험에서 사용하는 스프링을 완충시간이 긴 장치 혹은 다른 재질의 장비를 이용하였다면 충격력이 작용하는 시간은 0.1s보다 늘어나거나 줄어드는 결과를 확인할 수 있다.

참고 자료

Sarway, Faughn, Vuile, 『일반물리학8판』, 일반물리학 교재편찬위원회, ㈜도서출판 북스힐,2014,