[a+]물리레포트 - 당구의역학

소개

‘당구의 역학’ 실험에서는 마찰이 없는 판 위에서 운동하는 물체들의 충돌 과정에서 전체 계, 즉 두 물체에 가해지는 힘은 내력 뿐이므로 계의 운동량은 충돌 전후에 보존된다. 그러나 역학적에너지는 충돌중에 소리, 열 등으로 변환되어 감소될 수 있다. 이 실험에서는 강체의 2차원 충돌 실험을 통해 충돌이 일어나는 전후로 시간에 따른 (두) 물체의 위치에 대한 흔적을 얻고, 이로부터 속도를 측정하여 운동량보존과 에너지보존 여부를 조사한다. 알루미늄 원판과 테이블과의 마찰을 최소화하기 위해서 공기 흐름판을 사용하며, 알루미늄 판의 움직인 거리에 대한 시간을 알기 위해 불꽃방전 계시기를 사용한다. 또한, 마찰을 고려하지 않은 상태에서 용수철과 알루미늄 판과의 충돌을 통해 용수철의 탄성 계수를 구한다. 그리고 마지막으로 아무리 공기 흐름판을 쓴다고 하더라도 마찰은 존재하기 마련이기 때문에, 마찰이 존재한다면 알루미늄 판의 운동을 얼만큼의 힘으로 방해하는지 구할 것이다. 결과적으로 운동량과 운동에너지는 어느 정도 소실되는 것을 나왔지만 이론에서 고려하지 않은 마찰이나 저항력 등을 고려할 때 거의 보존된다고 보여진다.

목차

1. 요약
2. 서론
3. 본론
4.결론 및 Discussion

본문내용

2. 서론
․실험 방법 및 배경 이론
실험 1)
① 공기흐름판의 중앙에 수평기를 놓고 공기 흐름판이 한 쪽으로 치우치지 않게 조정한다.
② 공기흐름판에 FAX 용지를 매끄러운 면이 위로 가도록 놓는다.
③ 불꽃방전 계시기의 주기를 Hz 로 맞추어 놓는다.
④ 불꽃방전 계시기의 push 버튼을 누른 채로 두 알루미늄 원판을 충돌시킨다.

이 실험에서 이상적인 경우에 임의의 좌표계를 택했을 떄 알루미늄 원판의 총선운동량의 x, y 성분이 각각 보존되므로

m1vo = m1v1cosα + m2v2cosβ (1)
0 = m1v1sinα - m2v2sinβ (2)

으로, 여기서 α, β, v1, v2는 각각 충돌 후 입자 1 과 2 의 산란각과 속력들이다. 이 충돌이 완전탄성충돌이라면 충돌 전후에 운동에너지도 보존되므로

1/2 m1vo2 = 1/2 m1v12 + 1/2 m2v22 (3)

이 성립한다.

실험 2-ⓐ)
① 공기흐름판의 중앙에 수평기를 놓고 공기 흐름판이 한 쪽으로 치우치지 않게 조정한다.
② 공기흐름판에 FAX 용지를 매끄러운 면이 위로 가도록 놓는다.
③ 철띠 탄성체를 실험대 위에 올려놓는다.
④ 불꽃방전 계시기의 push 버튼을 누른 채로 알루미늄 원판을 철띠 탄성체에 충돌시킨다.


실험 2-ⓑ)
① 공기흐름판의 중앙에 수평기를 놓고 공기 흐름판이 한 쪽으로 치우치지 않게 조정한다.
② 공기흐름판에 FAX 용지를 매끄러운 면이 위로 가도록 놓는다.
③ 철띠 탄성체를 실험대 위에 올려놓는다.
x, 용

참고자료

· 없음