2차원 충돌 결과

목차

1. 실험 결과
(1) 두 원판의 충돌 - 2차원 충돌 현상 1
(1) 두 원판의 충돌 - 2차원 충돌 현상 2
(1) 두 원판의 충돌 - 2차원 충돌 현상 3
(2) 탄성계수 측정 및 비탄성 충돌

2. 결론 및 토의

3. 오차 분석

본문내용

과 충돌 바로 직후의 운동량은 늘 보존이 됩니다.
(2) 실제 당구공과 같이 충돌하는 물체가 구르거나 또는 미끄러지면서 구르는 경우에는 2차원 충돌 식에서 어떤 부분이 달라지겠는가?
→ 운동에너지를 구하는 과정에서 마찰력으로 인한 열에너지도 따로 고려해주어야 합니다.
3. 오차 분석
우선 이론적으로 충돌하는 물체가 탄성체이며, 마찰력이 없을시 총 역학적 에너지는 보존됩니다. 하지만 실험 결과로 미루어 볼 때, 모든 실험에서 충돌 전과 충돌 후의 역학적 에너지는 차이가 보였습니다. 충돌후의 역학적 에너지는 충돌전의 역학적 에너지보다 작으므로, 이를 통해 마찰에 의한 에너지등과 같은 에너지로 손실되었음을 알 수 있습니다. 탄성계수로 미루어 보아도 이 충돌은 완전탄성 충돌이 일어나지 않았음을 알 수 있습니다. 완전탄성충돌을 하지 않더라도 운동량 보존 법칙은 만족해야 하나, 추가적으로 구한 선운동량에서 볼 때, 선운동량 보존 법칙도 만족하지 않음을 알 수 있습니다. 이에 대해 오차 원인을 추측해 보도록 하겠습니다.
① 선운동량 보존법칙은 내력만이 작용하는 계 즉, 고립된 계에서 만 성립합니다. 우리가 실험한 이 계는 마찰력, 토크, 밑에서 나오는 공기의 힘등 외력이 존재합니다. 따라서 선운동량 보존 법칙이 제대로 성립 될 수 없습니다.
② 실험에서 마찰을 없애 주기 위해 공기테이블과 송풍기를 이용하였습니다. 하지만 실험을 하기 전에 물체를 그냥 밀어 보았을 때, 물체는 정지하였으므로, 공기테이블과 이 물체와의 마찰은 존재합니다. 또한, 실험의 T-X 그래프를 살펴보아도 같은 결론이 나옵니다. 마찰이 없을시 T-X의 궤적은 정확히 직선이 되어야 하나, 그래프를 볼 때, 약간 휘어짐을 볼 수 있습니다. 이는 마찰로 인해, x 축방 향으로 속도가 줄어들었음을 의미합니다.
③ 충돌하는 물체가 완전 탄성체가 아닙니다. 충돌하는 물체가 완전 탄성체가 아닌 속이 빈 원판입니다. 사실 완전 탄성체는 존재 하지 않으며, 이 물체는 충돌하는 과정에서 소리에너지, 열에너지로 일부 빠져나가 역학적 에너지 보존 법칙이 성립하지 않습니다.
④ 속력계산의 오류가 오차의 원인이 됩니다. 각 물체의 충돌 전, 후 의 속력을 구하기 위해 주어진 좌표 값을 이용하여 구하였습니다. 충돌전의 평균 속력과, 충돌 후의 평균 속력을 구하였는데, 좀 더 정확히 속력을 계산하기 위해서는 충돌 직전의 순간 속력과 충돌 후의 순간 속력을 구하여야합니다.

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