2차원 충돌 실험

소개

2차원 충돌 실험내용입니다. 올A+ 에 빛나는 레포트입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 이론
(1)기본 개념
3. 실험 기구 및 장치
4 . 실험 방법

본문내용

1. 실험 목적
- 2차원 충돌 실험은 마찰을 줄인 공기테이블 위에서 수행하고 충돌 전후의 위치 변화로부터
속도를 측정하여 운동량 보존과 에너지 보존 여부를 조사한다. 또 탄성체(테이블 옆 벽면)
에 충돌하는 물체의 운동을 살피고 물체의 운동에너지와 공기 테이블 벽면의 탄성 퍼텐셜
에너지 사이의 교환을 조사한다.
2. 이론
(1)기본 개념
2차원 충돌을 하는 입자(질량 m과 m)의 경우 충돌 과정에서 이 계에 작용하는 힘은 서
로 밀치는 힘으로 두 입자에 같은 크기의 서로 반대방향으로 작용하여 계 전체로는 상쇄된
다. 이러한 힘을 계의 속힘(내력) 이라 부르며 이 특성은 물체에 가해지는 힘의 작용-반작
용의 법칙에서 기인한다. 내력만이 작용하는 계(즉, 고립된 계)의 선운동량은 보존되므로
두 입자의 충돌 전후에 입자계의 총 선운동량은 같다. 그림1과 같은 좌표계를 택하면 총
선운동량의 x, y성분이 각각 보존되므로 αβ
mucosα + mucosα = mvcosβ +mvcosβ (1)
- musinα +musinα = mvsinβ +mvsinβ (2)
식을 만족한다. 여기서 α, α, u, u 는 충돌 전 입자 1과 2의 입사각과 속력들이고 β,
β, v, v는 충돌 후 입자 1과 2의 산란각과 속력들이다. 이 충돌이 완전 탄성 충돌이라면
충돌 전후에 운동 에너지도 보존되므로
(3)
이 성립한다. 정지해 있는 원판에 질량이 같은 원판을 충돌시킨다면 m =m 이고 u =0
이므로 식 (1),(2),(3)은 다음과 같이 된다.
u = vcosβ +vcosβ
0 = vsinβ +vsinβ
이 경우 두 원판의 충돌 후 각도의 합은 90도가 된다.
이제 비탄성 충돌인 경우를 생각하여, 충돌 전과 후의 계의 운동 에너지의 비를 정하면,
이 된다.

참고자료

· 없음