에어트랙 예비보고서

목차

1. 실험제목

2. 실험목적

3. 실험이론

4. 실험장치

5. 실험방법

6. 예비고찰

7. 참고문헌

본문내용

치에 도달하기까지의 시간을 기록. 또한 포토게이트의 위치를 이동시키면서 반복 실험 한다.
ⅴ) 질량의 함수로 가속도를 결정하는 방법으로 글라이더의 질량을 20g 씩 증가시키면서 이미 지정된 위치에서의 순간속도를 측정하는 방법이 있다. 추걸이의 추의 질량은 변함이 없으며, 단지 글라이더의 질량만을 변화시키면서 가속도를 측정하게 된다. 이때 글라이더의 추를 첨가할 때 양쪽에 같은 질량을 올려야 한다.
ⅵ) 힘의 함수로 가속도를 측정하는 경우에는 글라이더와 추의 질량의 총량은 일정해야 한다. 글라이더에서 연속적으로 추를 감소시키면서 추의 질량에 추가시켜 주면서 지정된 점에서의 순간속도를 통하여 가속도를 결정할 수 있게 된다.
B. 1차원 운동량 보존
ⅰ) 글라이더1번을 전자석의 고무 반발 범퍼에서 발사될 수 있도록 연결. 글라이더 2번은 일정 거리에 정지된 상태로 둔다. 그리고 포토게이트 1,2번을 다음과 같이 설치한다.
ⅱ) 전자발사장치의 발사 스위치를 누르면 전자석에 전원이 차단되어 고무줄의 탄력으로 글라이더 1번이 발사되고 포토게이트 1번을 지나는 동안의 시간이 디스플레이 1번에 표시되고 정지해 있는 글라이더 1번과 충돌하게 된다. 그러면 충돌에 의하여 글라이더 1번이 반발되어 포토게이트 1번으로 다시 한번 자나게 되고 그때의 시간은 디스플레이2번에 표시된다. 그리고 글라이더 2번은 충돌에 의하여 포토게이트 2번 쪽으로 밀리게 되고 포토게이트 2번을 지나는 시간이 디스플레이3번에 표시되게 된다.
ⅲ) 운동량은 글라이더의 속도를 측정함으로써 결정되어진다.
ⅳ) 비탄성 충돌 실험의 경우 다음 그림과 같이 범퍼를 연결하여 사용. 비탄성 충돌의 경우에 핀과 고무받이 범퍼가 충돌 시에 핀이 고무에 박히게 되어 글라이더 1과 2가 함께 움직이게 된다.
○ 탄성 충돌 실험
ⅰ) 토포게이트 1,2를 적절한 위치에 설치하고, 포토게이트타이머의 모드를 3번 모드로 설정
ⅱ) 글라이더 2의 질량을 전자저울로 측정한 후 두 개의 포토게이트 사이에 위치시킨다.
ⅲ) 글라이더 1을 운동시켜, 글라이더 1의 스크린이 포토게이트 1을 지나는 시간을 기록.
ⅳ) 글라이더 1과 글라이더 2가 충돌한 후에 글라이더 2의 스크린이 포토게이트 2를 지나는 시간을 기록
ⅴ) ⅲ) ~ ⅳ)과정을 반복
ⅵ) 글라이더 1,2의 질량을 추를 이용하여 변경시켜서 과정을 반복
○ 완전 비탄성 충돌 실험
ⅰ) 글라이더의 질량을 전자저울로 측정
ⅱ) 글라이더 2에 고무받이 범퍼를 설치한 후 질량을 전자저울로 측정한 후 두 개의 포토게이트 사이에 위치
ⅲ) 글라이더 1을 운동시켜, 글라이더 1의 스크린이 포토게이트 1을 지나는 시간을 기록.
ⅳ) 글라이더 1과 글라이더 2가 충돌한 후에 글라이더 2의 스크린이 포토게이트 2를 지나는 시간을 기록.
ⅴ) ⅲ) ~ ⅳ)과정을 반복
ⅵ) 글라이더 1, 2의 질량을 추를 이용하여 변경시켜서, 과정을 반복.
6. 예비고찰
이번 실험은 1차원 직선 운동을 하는 물체의 뉴턴의 운동 법칙과 운동량 보존 법칙이 성립함을 에어트랙으로 실험함으로써 확인하는 실험이다. 에어트랙을 이용하는 이유는 마찰을 없애, 뉴턴이 가정했던 다른 외부힘을 차단시키는 목적이 있다. 하지만, 에어트랙을 통해 완전히 마찰을 없앨 수 있는 것은 아니므로 실험상의 오차가 있는 것은 막을 수 없다고 생각된다. 이 실험을 통하여 뉴턴의 운동법칙에 대해 확인해 볼 수 있을 것이다. 실험시 주의할 점은 에어트랙이 충격에 의해 수평이 어긋나는 것에 유의해야 할 것이다. 또한 포토게이트 타이머가 광을 이용하여 작동되므로 포토게이트 타이머 사이에 이물질이나 다른 방해 물질을 제거해야 한다. 실험방법이 대부분 비슷하다는 것을 볼 수 있는데 범퍼를 다르게 사용하므로 전혀 다른 현상을 관측(탄성충돌, 비탄성 충돌) 하게 된다. 그러므로 실험방법에 주의하여 실험을 실시해야한다. 이 실험을 함으로써 기본법칙이 성립함을 확인할 수 있을 것이다.
7. 참고문헌
- http://www.threei.co.kr/~dushin/physics/modern/exp07.htm
- http://musim.org/myboard/read.cgi?board=pds&y_number=15&nnew=2
- Experiments in Modern Physics. A.C.Melissinos, Academic Press (2∼8쪽)
- Method of Experimental Physics. Academic Press, Vol.4B (2∼12쪽)
학 번
이 름

키워드

에어트랙,   예비보고서,   평균속력