선운동량 보존법칙

소개글

선운동량 보존법칙에 대한 보고서 자료입니다.

목차

측정값

실험결과

질문 및 토의

결론 및 검토

본문내용

81
0.092
0.099
0.001
0.155
0.004
0.862
0.075
0.936
0.088
0.076
0.092
17.391
4
0.813
0.100
0.113
0.002
0.162
0.004
0.893
0.081
0.975
0.096
0.083
0.100
17
5
1.075
0.175
0.111
0.002
0.214
0.007
1.111
0.125
1.289
0.168
0.127
0.175
27.429
여기서 이므로, =+로서 역학적 에너지가 보존되어야 한다.
실험결과 상대오차 20%범위 내외에서 역학적 에너지가 보존됨을 알 수 있다.
e. 완전 비탄성 충돌 실험
활차의 질량 : 201
(㎧)
(J)
(㎧)
(㎧)
(J)
(%)
(㎧)
(J)
(%)
상대오차
(%)
1
0.971
0.095
0.397
0.032
66.316
0.485
0.047
50
22.632
2
0.847
0.072
0.370
0.028
61.111
0.424
0.036
50
22.222
3
0.870
0.076
0.389
0.030
60.526
0.435
0.038
50
21.052
4
0.840
0.071
0.385
0.030
57.746
0.420
0.035
50
15.492
5
0.833
0.070
0.358
0.026
62.857
0.417
0.035
50
25.714
운동량 보존 (완전 비탄성 충돌)
∴
충돌 전 에너지 : =
충돌 후 에너지 : =
에너지 손실 : = -
에너지 손실률 :
두 활차의 질량이 같은 경우 에너지 손실률은 50%이고, 실험결과 상대오차 21%범위 내외에서
초기에너지의 50%가 손실됨을 확인할 수 있다.
(3)완전 비탄성 충돌 실험에서 선운량은 보존되지만 역학적 에너지는 보존되지 않는다. 그 이유는?
두 물체가 충돌할 때 운동량의 합은 항상 보존되지만, 비탄성충돌을 하면 운동에너지의 합은 열에너지나 소리에너지 등으로 전환되어 감소한다. 완전 비탄성 충돌 실험에서 반발계수는 0이다. 두 물체가 충돌할 경우
두 물체의 질량중심이 같아지면서 하나의 덩어리로 움직이는 것이다. 결론적으로 역학적 에너지는 보존되지 않게 된다.
결론 및 검토
선운동량 보존법칙은 마찰력이 없다고 가정했을때 성립하는 이론이다.
이번 실험에서는 순수한 활차의 질량과 그것이 얻은 힘에 의한 속도만으로 측정되지 못하고 외부의 미세한 다른 힘들의 작용으로 이론값에 최대한 가까운 측정값을 얻지 못하였다.
이런 원인으로 여러 오차를 생각해 볼 수 있었다.
1. 활차와 공기 미끄럼대(Air Track)사이의 미미한 마찰의 존재
2. 고무줄 자체의 탄성계수가 완전한 1이 아님
3. 진공중이 아닌 공기중의 저항력.
4. 측정기(포토게이트) 자체의 오차범위
5. 수평을 제대로 맞추지 못하여 충돌시킬 활차의 불안정한 정지 상태
역학적 에너지 보존 및 에너지 손실률 계산에서는 선운동량 보존 실험에서보다 오차가 크게 발생하였는데
이유는 이미 질량과 속도 측정에서 측정한 값들이 어느 정도 오차를 가지고 있었고, 이들이 계산과정에서
전파되었기 때문이라고 생각된다.

키워드

선운동량,   보존법칙,   운동량