선운동량 보존(탄성충돌)

목차

1.실험원리요약

2.측정값

3.이 론

4.토의

본문내용

.81m/s^2 over {2 times 0.867m}}} = 0.885 m/s
v_2^' = r_2 root{g over 2H} = 0.357m times root{{9.81m/s^2 }over {2 times 0.867m}} = 0.849m/s
입사구의 충돌전 x 성분
m_1 v_1 = 0.014 kg times 1.04m/s = 0.0146 kg cdot m/s
kg cdot m /s
입사구의 충돌후 x 성분
m_1 v_1^' cos theta_1 = 0.014 kg times 0.885 m/s times cos10.2^circ = 0.0122 kg cdot m/s
입사구의 충돌후 y 성분
m_1 v_1^' sin theta_1 = 0.014kg times 0.885 m/s times sin10.2^circ = 0.00219 kg cdot m/s
표적구의 충돌후 x 성분
m_2 v_2^' cos theta_2 = 0.014kg times 0.849m/s times cos 39.7^circ = 0.00915 kg cdot m/s
표적구의 충돌후 y 성분
-m_2 v_2 sin theta_2 = - 0.014kg times 0.849m/s times sin 39.7^circ = -0.00759 kg cdot m/s
이 론
한 입자의 운동량 P는 입자의 질량 m과 속도 v의 곱으로 정의된다. 운동량은 벡터량으로서, 입자를 정지시키는데 따르는 어려움을 나타내는 척도로 볼 수 있다.
P= MV_cm = SIGMA m_i v_i = 일정
계에 작용하는 외부 힘이 0이면, 계의 질량중심의 속도는 일정하고, 계의 총 운동량은 보존된다. 즉, 총 운동량은 시간에 따라 변하지 않는다.
이것은 물리학에서 가장 중요한 법칙의 하나로서 외부 힘이 차단된 고립계에는 항상 적용할 수 있다. 계를 구성하는 입자들 사이에 작용하는 내부 힘은 비보존적이기때문에 이러한 내부 힘은 역학적에너지를 변화시킨다. 그러나, 그 내부 힘은 항상 싸으로 존재하므로 계의 총 운동량을 변화시키지는 못한다. 이 때문에 역학적 에너지의 보존법칙보다 운동량의 보존법칙이 더 폭넓게 사용될 수 있다.
충돌 전 두 물체가 갖는 총 운동에너지가 충돌 후와 같을 때, 그 충돌을 탄성 충돌(elastic collision)이라고 부르며, 충돌 전 두 물체가 갖는 총 운동에너지가 충돌 후와 같지 않을때, 그 충돌을 비탄성충돌(inelastic collision)이라고 한다.
토의
에너지의 관계를 살펴본다면,
1over2 m_1 v_1^2 = 1over2 m_1 v_1^'2 + 1over2 m_2 v_2^'2
1over2 m_1 v_1^2 = 1 over2 times 0.014kg times (1.04m/s)^2 = 0.00757 J
0^circ
일 경우
1over2 m_1 v_1^'2 = 1over2 times 0.014kg times (0.235m/s)^2 = 0.000387 J
1over2 m_2 v_2^'2 = 1over2 times 0.014kg times (1.199m/s)^2 = 0.0101 J
0.000387J + 0.0101J = 0.0105J
55^CIRC
일 경우
1over2 m_1 v_1^'2 = 1over2 times 0.014kg times (0.0627m/s)^2 = 0.000275 J
1over2 m_2 v_2^'2 = 1over2 times 0.014kg times (1.163m/s)^2 = 0.00947 J
0.000275J + 0.00947J = 0.00950J
70^CIRC
일 경우
1over2 m_1 v_1^'2 = 1over2 times 0.014kg times (0.885m/s)^2 = 0.00548 J
1over2 m_2 v_2^'2 = 1over2 times 0.014kg times (0.849m/s)^2 = 0.00505 J
0.00548J + 0.00505J = 0.0105J
위의 결과로써 모두 원래의 에너지량에 비해서 모두 큰 결과를 나타내고 있다. 아마도 공과 공이 부딪히는 각도상의 문제에서부터 오차가 상당히 많이 나온것으로 보아 거기에서 상당히 많은 영향을 나타내고 있는 것 같다. 그리고, 결과가 좀 이상하게 나왔지만 만약에 원래의 에너지보다 두개를 합한 에너지가 작다고 한다면 그것은 공이 떨어질때의 공기의 저항이나 공이 지면에 닿은 후 소리의 형태로 에너지가 전환되었을 것이다. 혹은 입사구가 경사각을 내려오면서 마찰에 의한 것으로 에너지가 감소했을 것으로 추정된다.

키워드

선운동량,   탄성충돌,   역학적 에너지,   운동량 보존법칙,   비탄성충돌,   에너지량