물리실험 <탄동진자> 예비+결과 A+

소개글

물리실험 <탄동진자> 예비+결과 A+에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험목적
2. 실험에 관한 이론
3. 실험기구
4. 실험방법
5. 실험결과
6. 결과에 대한 분석

본문내용

산하여 기록한다.
초기속도를 계산하여 초기속도와 비교한다.
5. 실험결과
(1-1) 1단
실험횟수
수직거리(m)
비행거리(m)
초기속도(m/s)
1
0.831
1.75
4.25
2
0.831
1.77
4.30
3
0.831
1.81
4.40
4
0.831
1.83
4.44
5
0.831
1.82
4.42
6
0.831
1.77
4.30
7
0.831
1.78
4.32
8
0.831
1.81
4.40
9
0.831
1.81
4.40
10
0.831
1.81
4.40
평균
1.80
4.36
(1-2) 2단
실험횟수
수직거리(m)
비행거리(m)
초기속도(m/s)
1
0.831
2.47
6.00
2
0.831
2.55
6.19
3
0.831
2.57
6.24
4
0.831
2.52
6.12
5
0.831
2.55
6.19
6
0.831
2.53
6.14
7
0.831
2.61
6.34
8
0.831
2.57
6.24
9
0.831
2.52
6.12
10
0.831
2.49
6.05
평균
2.54
6.16
=
(2-1) 1단
실험횟수
공의 질량(kg)
탄동진자의 질량(kg)
각도
진자가
올라간 높이(m)
초기속도(m/s)
1
0.0670
0.143
30.5
0.0402
2.78
2
0.0670
0.143
31
0.0416
2.83
3
0.0670
0.143
30.6
0.0404
2.79
4
0.0670
0.143
30
0.0390
2.74
5
0.0670
0.143
29.5
0.0378
2.70
6
0.0670
0.143
31
0.0416
2.83
7
0.0670
0.143
31
0.0416
2.83
8
0.0670
0.143
30.5
0.0402
2.78
9
0.0670
0.143
30.3
0.0399
2.77
10
0.0670
0.143
30.1
0.0393
2.75
평균
30.45
0.0402
2.78
(2-2) 2단
실험횟수
공의 질량 (kg)
탄동진자의 질량(kg)
각도
진자가 올라간 높이 (m)
초기속도 (m/s)
1
0.0670
0.143
40.6
0.0701
3.67
2
0.0670
0.143
40
0.0681
3.62
3
0.0670
0.143
40.2
0.0687
3.64
4
0.0670
0.143
39.3
0.0658
3.56
5
0.0670
0.143
41.6
0.0733
3.76
6
0.0670
0.143
39.7
0.0672
3.60
7
0.0670
0.143
41.4
0.0728
3.74
8
0.0670
0.143
39
0.0649
3.53
9
0.0670
0.143
40.2
0.0687
3.64
10
0.0670
0.143
39
0.0649
3.53
평균
40.1
0.0684
3.63
6. 결과에 대한 분석
‘탄동 진자’ 실험은 충돌 전 운동량과 역학적 에너지와 충돌 후 운동량과 역학적 에너지를 비교하여 탄동진자와 공의 속도를 구하는 실험이다.
실험은 1단일 때와 2단일 때 구슬을 수평으로 발사하여 수직거리와 비행거리의 길이를 재서 초기속도를 구하고, 탄동진자와 구슬을 충돌시켜 탄동진자가 올라간 높이를 측정하여 처음에 측정했던 초기속도와 충돌하며 측정했던 초기속도를 비교해 보았다.
먼저 수직 거리, 비행 거리를 측정할 때 사람의 눈으로 한계가 있을 수 있다. 아무리 정밀하게 측정하고자 주의를 기울인다고 해도 사람의 눈으로 측정한 값을 100% 옳다 할 수 없으므로 여기서 오차가 생기게 된 것 같다. 또 바닥의 종이와 먹지를 고정 시켜야 되는데 구슬이 날아오면서 종이를 밀어 종이의 위치가 변하기도하고, 발사 할 때 발생하는 마찰력, 마찰력으로 인해 손실되는 열 모두가 오차의 원인이 되었던 것 같다.
두 번째 실험에서 탄동진자와 구슬을 충돌시킨 후 충돌 전 구슬의 운동에너지와 충돌 후 ( 공 + 탄동진자 )의 위치에너지가 보존되는지 실험 해보았다. 여기서 구슬이 탄동진자와 충돌하면서 구슬과 탄동진자가 같이 움직여야 하는데 구슬이 탄동진자의 구멍 속으로 들어가지 않을 뿐만 아니라 들어가서도 잠금장치의 고장으로 인해 튕겨져 나와서 정확한 값을 측정 할 수 없었다. 이것이 제일 큰 오차의 원인이 되었던 것 같다. 탄동진자가 많은 실험으로 인해 휘어져 있어서 공이 나오는 구멍과 정확하게 맞지 않아서 공이 탄동진자 안에 잘 들어가지 않았다. 탄동진자와 공이 나오는 구멍을 정확하게 고정시켜주는 장치가 있으면 더 정확한 값을 구할 수 있을 것 같다. 그리고 공이 들어가서 나오지 않게 하는 잠금장치가 된다면 더 정확한 값을 측정 할 수 있을 것이다.
그리고 탄동진자에 의한 탄환의 초기속도를 구하는 실험에서는 진자의 높이(h)를 바로 측정할 수 없기 때문에 의 값을 측정하고, 진자의 끝에서 질량(탄환)의 중심까지의 거리(R)를 측정하여 h=의 값에 대입하여 h를 구할 수 있었다. 이 과정에서도 사람이 직접 눈으로 측정하기 때문에 정확한 값을 얻을 수 없으므로 여기서 오차가 생기게 된것 같다.
이 두가지 실험은 외력이 존재하지 않는다는 가정 하에 성립되는 법칙이다. 그러나 이 실험은 구슬의 발사를 통해 이루어지기 때문에 외부에서 받게 되는 마찰력, 마찰력으로 인한 에너지 손실이 생기게 된다. 여기서 오차가 생기게 된 것 같다.
구슬을 발사해줄 때 사람의 힘은 일정하지 않아서 힘을 세게 주어서 구슬을 발사 할 때는 멀리 날아가고 힘을 적게 주어서 구슬을 발사 할 때는 멀리 날아가지 않았다. 구슬을 발사할 때 사람이 아니라 기계를 이용해서 발사를 해준다면 더 일정하고 정확한 값을 얻을 수 있을 것이다.
그리고 구슬하나만 가지고 실험을 하는 게 아니라, 다른 재질의 공무공이나, 다른 물체를 가지고도 실험을 하여서 다른 재질의 물체는 오차가 얼마나 생기는지 구해서 서로 비교해 보는 것도 좋을 것 같다.
이번 실험을 통하여 운동량 보존 법칙과 역학적 에너지 보존법칙으로 충돌후의 속도를 구할 수 있다는 것을 알게 되었다. 이론상으로는 외력이 작용하지 않으면 충돌전과 충돌후의 운동량과 역학적 에너지가 보존되지만 실제 실험에서는 외력의 작용으로 인해 보존되지 않는 다는 것을 알게 되었다. 실험을 외력이 작용하지 않는 진공상태에서 한다면 오차값의 크기를 줄일 수 있을 것이다.

키워드

물리실험,   탄동진자,   탄동,   진자,   예비,   결과,   물실레