[아주대학교 물리학실험1 A+ 보고서] 충격량과 뉴턴 제3법칙

소개

"[아주대학교 물리학실험1 A+ 보고서] 충격량과 뉴턴 제3법칙"에 대한 내용입니다.

목차

1. 측정값

2. 결과

3. 토의
1) 질문에 대한 토의
2) 실험과정 및 결과에 대한 토의

4. 참고문헌

본문내용

질문5. 실험 3에서 충돌시간을 측정할 때에는 힘 대 시간의 그래프에서 측정하여야 한다. 속도 대 시간의 그래프에서 측정하는 것이 적절하지 않은 이유는?

실험 3의 환경을 생각하면 속도가 줄어들기 시작할 때는 수레가 용수철과 접촉을 시작했을 때이고, 힘이 증가하기 시작할 때는 수레의 운동 에너지가 용수철의 탄성 퍼텐셜 에너지로 전환되기 시작할 때이다. 속도의 최고점과 최저점을 사이의 시간을 충돌 시간으로 정하는게 부정확한 이유는 수레의 속도라는 요인에는 다른 개입되는 값들이 힘의 변화량을 따질 때보다 많기 때문이다. 위에서 언급된 운동 에너지와 탄성 퍼텐셜 에너지 간 전환에 걸리는 시간차도 이외에도, 한번 정지한 수레는 다시 운동하기 위해서는 정지 마찰력의 임계점을 넘어서는 힘을 가해줘야 한다. 이때 또다시 수레의 속력을 증가시키기까지 시간차가 발생한다. 따라서 속도 대 시간의 그래프를 사용해 충돌시간을 측정하는 것은 적절하지 못하다.

<중 략>

2. 실험과정 및 결과에 대한 토의
실험1- 레일 한 쪽 끝에 힘 센서를 설치하고 반대편 끝 쪽에는 속도 센서를 설치한다. 힘 센서에는 약한 용수철을 설치하고 레일의 중앙에 수레를 올린다. 실험자는 수레를 힘센서 방향으로 약 0.41m/s의 속도롤 운동시키고 관찰자는 장치를 통해 시간에 따른 수레의 속도와 힘 센서의 가해진 힘의 크기의 변화 양상을 비교한다. 얻어지 실험 결과로 각 지점의 수레 속도, 힘 센서에 가해진 힘을 통해 운동량 변화량과 충격량을 계산하고 그 오차를 알아보는 실험이었다. 실험 결과를 보면, 운동량 변화량은 0.43512N⦁s로 계산되었고 충격량은 0.45536N⦁s임을 알 수 있다. 이 둘의 오차는 4.65%이고, 따라서 실험 1은 허용오차 범위 내에서 정상적으로 수행되었다.

참고자료

· 아주대학교 물리학실험/제 12판/아주대학교 출판부/p.61~72/2018