이차원 충돌에서의 운동량 보존 법칙

소개

과학교육과 일반물리학실험 과목에서 A+을 맞은 레포트입니다.
쇠구슬의 이차원 충돌을 통해 이차원 충돌에서 운동량이 보존함을 증명하고, 운동에너지가 보존되었는지 확인하며 쇠구슬이 어떤 충돌을 했는지 작성한 레포트입니다.
이론과 실험 과정 모두 자세히 적었으며 실험 결과도 성공적으로 나왔습니다.

실험 정확도, 그래프, 유효숫자 등 모든 면에서 깎을 부분이 없다고 호평을 받은 보고서입니다.
도움이 되셨으면 좋겠습니다.

목차

1. 실험 목적

2. 실험 관련 이론
1) 용어 정리
2) 핵심 이론

3. 실험 기구 및 장치

4. 실험 방법

5. 실험 결과

6. 결론 및 고찰
1) 실험 결과 해석
2) 고찰

7. 참고문헌

본문내용

1. 실험 목적
이차원 충돌을 관찰하며, 이차원 충돌에서 운동량이 보존함을 증명할 수 있다. 운동에너지가 보존되었는지 확인하며, 쇠구슬이 어떠한 종류의 충돌을 수행했는지 알아낼 수 있다.

2. 실험 관련 이론
2-1. 용어 정리
- 충돌, 이차원 충돌, 운동량 보존 법칙

2-2. 핵심 이론
- 충돌의 종류에는 (완전) 탄성 충돌, 비탄성 충돌, 그리고 완전 비탄성 충돌이 있다. 여기서, 탄성 충돌은 계의 운동량과 운동 에너지 모두 보존되는 충돌 방식이다. 비탄성 충돌은 계의 운동량은 보존되지만, 운동 에너지는 보존되지 않는 충돌이고, 완전 비탄성 충돌은 두 물체가 충돌 후 서로 붙을 시, 처음 운동 에너지가 최대로 변환되는 충돌을 말한다.

<중략>

3. 실험 기구 및 장치
준비물 : 실로 추가 연결된 경사트랙, 질량이 같은 쇠구슬 2개, 모눈종이, 먹지, 저울, 각도기

4. 실험 방법
1. 저울을 이용해 두 쇠구슬의 질량이 동일한지 확인한다.
2. 경사트랙을 책상 끝에 고정시킨다.
3. 경사트랙과 연결된 추가 지면에 닿는 곳을 기준점으로 정한다.
4. 기준점에 아래에 모눈종이를 깐다.
5. 경사트랙의 일정한 지점에 쇠구슬을 떨어뜨리고, 쇠구슬이 바닥에 떨어진 지점 쯤에 먹지를 깐다.
6. 먹지를 깐 상태로 쇠구슬을 10번 떨어뜨려 모눈종이에 떨어진 위치가 표시되도록 한다.
7. 추가 떨어지는 곳 위의 홈에 다른 쇠구슬(표적구)을 배치시킨다.
8. 입사구가 표적구와 충돌할 때, 표적구를 찍어누르거나 들어올리는 형태가 되지 않도록 조절한다.
9. 입사구를 5.번의 일정한 지점과 같은 지점에서 떨어뜨려 충돌시키고, 입사구와 표적구가 떨어진 지점 쯤에 먹지를 깐다.
10. 먹지를 깐 상태로 입사구와 표적구를 10번 충돌시켜서 떨어진 위치를 확인한다.
11. 각각 찍힌 10개의 점을 평균내고, 각도기를 이용해 사잇각을 측정한다.
12. 입사구와 표적구의 수평 이동거리를 측정함으로써 속력을 계산한다.

참고자료

· Raymond A. Serway, John W. Jewett. (2018). 최신대학물리학1 (대학물리학교재편찬위원회 역), 북스힐.