[물리학] 선운동량 보존실험 (탄성충돌)

소개글

[물리학] 선운동량 보존실험 (탄성충돌)에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험목적

2. 실험이론

3. 기구 및 장치

4. 실험방법

5. 고찰

본문내용

수를 이용한다.
반발계수 = (VB' - VA') / (VA - VB)
VA = 충돌 전 A의 속도, VA' = 충돌 후 A의 속도
완전탄성충돌 = 반발계수가 1, 비탄성출돌 = 반발계수가 0
단 완전탄성충돌일 경우 에너지 보존의 법칙이 성립한다.
(운동량 보존의 법칙은 외력이 없는 한 늘 적용가능 하다.)
3. 기구 및 장치
2차원 충돌장치, 질량이 같은 쇠공 2개, 수직기, c형 클램프 갱지, 먹지, 자, 각도기
4. 실험 방법
입사구 및 표적구 의 질량과 반경을 각각 측정하여 데이터 시트에 기록한다.
2차원 충돌장치를 실험대 끝에 c형 클램프로 고정하고, 수직기, 갱지 및 먹지를 장치한다.
질량이 같은 두 개의 쇠공을 준비하여 하나는 표적구로 또 하나는 입사구로 사용한다.
표적구 없이 입사구를 일정한 높이의 기준점에서 굴러내려 떨어진 장소와 수직기 끝점이 지시하는 지점과의 수평거리를 5회 측정하고 평균은 구한다.
입사구가 낙하한 수직거리를 측정한다.
입사구의 속력을 구한다.
표적구와 입사구의 40도 각을 유지하고 수편거리와 입사방향이 이루는 각을 측정한다.
55도 70도로 (7)을 반복한다.
5. 실험고찰
선운동량 보존에 관해서, 운동에너지가 이론에서와 같이 보존되지 않았다.
그 이유에는 여러 가지가 있는데,
충돌실험에서 선운동량은 보존되는데 운동에너지는 보존되지 않는 경우는 충돌전
운동에너지가 충돌 후 다른 형태의 에너지로 변환되었기 때문이다.
1) 충돌한 공에 금이 갔거나 깨지거나 찌그러지는 등 내부에너지로 소비되었다.
2) 마찰로 인해서 운동에너지가 발산되었다.
3) 충돌할 때 소리가 발생하여 소리에너지로 발산되었다.
4) 충돌 후 공에 회전이 발생하여 회전에너지로 변환되었다.
5) 공기에 의한 저항으로 운동에너지가 감소하였다.
6) 공이 움직일때 구르면서 움직이므로 그에 해당하는 에너지의 차이가 발생하였다.
즉 빠르게 움직이면 그만큼 빨리 회전하게 되고 느리게 움직이면 그만큼 느리게
회전하므로 운동에너지와 회전에너지간의 에너지교환이 발생할 수 있다.
7) 공이 완전히 둥글지 않아 충돌이나 운동에 있어서 직선운동을 방해하였다.
8) 실험에 사용한 바닥면이 중력에 수평이 되지 않아 중력에 의한 가속/감속이 있었다.
즉 위치에너지가 관여하였다.
9) 바닥면의 굴곡으로 인하여 공이 직선운동을 방해함으로 운동에너지/선운동량등에
변화가 발생하였다.
10) 정확하게 운동에너지가 측정되지 않았다.

키워드

선운동량,   탄성충돌,   비탄성충돌,   탄성계수,   완전탄성,   선운동량보존,   선운동량보존법칙