[결과보고서] 이차원충돌실험 _ 숭실대학교 물리1및실험

소개글

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물리 실험 A+ 레포트입니다.

목차

1. 실험 제목
2. 실험 목적
3. 실험 이론
4. 관찰 및 결과
5. 분석 및 토의
6. 결론
7. 참고문헌

본문내용

1. 이차원 충돌 실험

2. 실험목적
두 물체가 충돌할 때 충돌 전후에 (선) 운동량이 보존되는지를 관찰하고 확인한다.

3. 실험이론
■ 운동량 보존 법칙
운동량보존 법칙은 물리계의 운동을 분석하는 데 있어서 중요한 역할을 한다.

- (선) 운동량: 물체의 질량에 속도를 곱한 물리 양이다. 방향은 속도 벡터의 방향이고 [ML/T]의 차원을 갖는다. SI 단위는 이다.
- 운동량 보존 법칙: 질점들로 이루어진 물리 계의 운동을 생각해보자. 물리계의 전체 운동량은 계를 이루는 질점 각각의 운동량을 모두 벡터 합한 것으로서, 내력의 작용 반작용 법칙이 성립하고 계에 작용하는 외력의 벡터 합이 0이면 운동량의 벡터합은 시간에 따라 변하지 않고 일정하다.

고립계에서 두 입자가 충돌하는 경우는 한 입자에 작용하는 유일한 힘이 다른 입자로부터 오는 힘이다. 뉴턴의 제3법칙인 작용-반작용에 따라, 두 입자는 크기는 같고 방향이 반대인 힘을 주고 받는다.

<중 략>

5. 분석 및 토의
[질문 1] <표 4>를 이용해 충돌 전과 후의 총 운동량을 계산하고 오차율을 구하라. 오차율이 발생하는 이유는 무엇인가? ()
충돌 전:
충돌 후:

이론상으로는 충돌 전과 후의 총 운동량이 동일해야 하지만 실험값으로는 18.0%의 오차가 발생한다.
오차가 발생한 이유는 운동량 보존은 외력이 작용하지 않을 때 발생하는데 위 실험의 경우에는 공기저항력, 마찰력, 입사구를 놓는 실험자가 입사구에 가하는 힘 등의 외력이 작용했다. 또, 실험자가 입사구를 놓는 위치가 매번 조금씩 달라지는 것을 관찰했고 이에 따라 매번 충돌 전의 속도에 차이가 있었을 것이다.

참고 자료

대학물리학실험.김창배 외 8인.(2022).대학물리학교재편찬위원해 역. 북스힐
일반물리학실험_조승식(2009).서울과학기술대학교 물리실험실 편.북스힐