[물리 실험 ]에너지 보존 법칙(충격량과 선운동량 보존)

소개

충격량과 선운동량 보존을 중심으로한 에너지 보존 법칙(conservation of energy)의 물리 실험 보고서 입니다.
pasco 기계를 사용한 실험을 하였으며, 이론에서부터 실험 과정, 설계, 결과 및 결론 모두 자세히 나열하였습니다. 한 번에 이해할 수 있게 서술 하였습니다.

목차

Ⅰ. 서론
Ⅱ. 실험목적
Ⅲ. 실험에 사용된 이론
Ⅳ. 실험기구 및 장치
Ⅴ. 실험 설계 및 방법
Ⅵ. 실험 결과 및 해석
Ⅶ. 결론
Ⅷ. 오차 분석
Ⅸ. 토의 및 건의사항

본문내용

Ⅰ. 서론

뉴턴의 운동에 대한 법칙인, 3가지 법칙에 의하여 도출되는 법칙이 바로 운동량 보존 법칙이다. 운동량 보존 법칙이란, 어떠한 물체계가 closed 즉, 닫혀있고 isolated 즉, 고립되어 있으면, 운동량이 보존 되어서 그 계에서 어떠한 일이 일어나든 어떠한 행위 전과 후의 운동량이 일정하다는 것이다. 예를 들어 생각해보자. 같은 속력으로 달리는 두 대의 자동차를 정지시키는 과정을 생각해 보자. 질량이 무거운 트럭을 정지시키는 것은 질량이 가벼운 자가용 자동차를 세우는 것보다 더 힘이 든다. 그렇다면 동일한 자동차의 속력이 다를 경우에 는 어떻게 될까? 이 경우에는 질량이 동일한 자동차라고 하여도 자동차를 세우는데 필요한 힘은 속력이 빠른 경우에 더 큰 힘이 필요하게 된다. 즉, 물체의 운동 상태를 변화시키는데 필요한 힘은 운동하는 물체의 질량과 속력에 의해서 결정되는 것으로 볼 수 있다.

운동하는 물체를 정지시키는데 큰 힘이 필요하다는 것은 물체의 운동상태를 유지하려는 어떤 물리량이 큼을 의미하는데 이처럼 물체의 운동 상태를 유지하려는 어떤 물리 량을 우리는 운동량( P)이라 한다.

또한 운동량 보존의 법칙은 ‘작용-반작용의 법칙’을 기초로 한 가장 기본적인 자연의 특성을 기술하는 법칙이다. 이 이론은 전 우주에서 통용이 되며, 자연에서는 기둥을 이루는 법칙 중 하나로 정립되어 있다. 이 법칙은 상대성 이론은 물론 약자역학에서도 항상 성립을 한다.
우리 주변에서는 많은 운동량 보존 법칙의 예를 찾아볼 수 있다. 물론 ‘이론적인’ 예는 아니지만 폭탄을 터뜨릴 때, 내부에서 강한 힘을 주면, 바깥 층이 부셔지면서 파편이 된다. 이 파편이 날아가는 위치, 속도도 모두 운동량 보존으로 기술될 수 있다. 또한 가까운 생활의 예로는 당구이다. 어느 한 당구공이 다른 당구공을 치게 되면, 그 두 공간의 운동량은 항상 보존이 되게 되어 있으며 당구공이 튕기는 위치로 속력을 알 수 있다. 물론 실생활의 운동량 보존은 많은 외력과 완전 탄성충돌이 아닌 반발계수 등을 가지고 풀어야 하지만, 기본적인 개념은 운동량 보존 법칙과 같다고 하겠다.
그렇다면, 우리 생활에서 접할 수 있으며 기초가 되는 법칙 중 하나인 운동량 보존의 법칙을 조금 더 잘 이해하기 위해 실험을 하려고 한다.

참고자료

· ․ PHYSICS Principles and Problems, Glencoe(McGraw-Hill) - 9 authors including Zitzewitz
· ․ 수학없는 물리(한국어판) - ninth edition , 홍릉과학출판사. Paul G. Hewitt 원저
· ․ FUNDAMENTALS of PHYSICS, Sixth Edition (일반물리학) - 법한서적주식회사,
· HALLIDAY, RESNICK, WALKER