숭실대 1-1학기 일반물리실험1 예비리포트 모음

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숭실대 1-1학기 일반물리실험1 예비리포트 모음에 대한 보고서 자료입니다.

목차

실험1. 길이, 면적, 부피, 밀도 측정
실험2. 포사체 운동
실험3. 힘의 평형
실험4. 역학적 에너지 보존
실험5. 경사면에서의 등가속도 운동
실험6. 마찰계수 측정
실험7. 단조화 운동
실험8. 관성질량과 중력질량
실험9. 선운동량의 보존

본문내용

관계를 정량적으로 조사한다. 어떻게 정확한 질량을 알 수 있는가? 같은 질량인 추들을 2개~5개 모아둔 만큼의 질량을 가진 추 한 개를 관성천칭에 달아 진동수를 측정한다. 후에 그 추의 무게를 수로 나눈다.
clamp의 무게를 알기 위해서는 진동수와 clamp 개수 사이의 graph를 그려 볼 필요가 있다.
위의 graph를 그려보면 clamp의 개수와 진동수 사이에는 반비례 관계가 있음을 알 수가 있다.
좀 더 정확한 결과를 알기 위해서는 를 구해보면 된다.
그래프를 그려보면 그래프가 직선에 가깝게 되어
의 관계에 있음을 알 수 있다.
(3) 세 번째 실험
임의의 물건을 선택하여 진동수를 측정해본다.
(4) 네 번째 실험
이 실험은 물체가 중력을 받을 때와 안 받았을 때의 차이를 알아보는 실험이다. 중간에 Hole이 파여진 원통형의 추를 사용한다.
① 중력의 영향을 받을 때
Hole에 이쑤시개 크기의 철심을 끼운 후, 관성 천칭에 올려놓고 진동수를 재어본다.
② 중력의 영향을 받지 않을 때
원통형의 추를 실로 매어 스탠드에 달아 놓은 후, 천칭에 미리 뚫어 놓은 구멍에 맞추어 놓는다. 마찬가지로 진동수를 세어 본다.
(5) 다섯 번째 실험
이 실험은 관성천칭을 수직으로 달아 진동수를 측정하는 것이다.
관성천칭을 달리 장치하면 진동수는 달라질까?
주 의 사 항
진동수를 셀 때에 눈으로만 새는 것엔 한계가 있다. 특히 추를 달지 않았을 때의 진동주기는 너무도 짧다. 자칫하면 몇 개를 놓칠 수도 있고, 20자리가 넘어간다면 간혹 혼란으로 인해 오류가 생길수도 있다.
그것을 방지하기 위해선 여러 가지 기계적인 장치도 있지만 간단한 방법으로는, 아주 얇은 종이를 이용하는 방법이 있다.
지폐 정도의 종이를 천칭이 진동할 때 옆에 가져다 대자. (이 때 충격으로 진동에 영향을 주면 안 된다.) 그 때의 소리로써 진동수를 세는 것이다.
또, 실험할 때에 시간을 정해 놓고 진동수를 세어야 하는데 이것은 너무 길지도 짧지도 말아야 한다. 만약 너무 길다면 진동이 끝날 수도 있기 때문이다.
<관성천칭>
5. 생각해보기
- 등가원리란 무엇인가?
- 관성천칭으로 측정한 관성 질량과 물리천칭으로 측정한 중력질량의 비교
에서 어떤 결론을 내리겠는가? 둘은 서로 같은가? 서로 비례하는가? 관성
질량의 단위는 중력 질량의 단위와 같아야 하는가? 만약 이 실험을 달 위
에서 하였다면 실험결과는 어떻게 달라지겠는가?
예비 리포트
선운동량의 보존
담당교수
제출일자
학과
조
학번
이름
1. 실험 목적
외력이 없는 두 물체 사이의 폭발이나 충돌 전후의 운동량의 보존을 살피고 이때의 에너지 손실 여부를 조사한다.
2. 이론 및 원리
운동량
물체의 질량(m)에 속도(v)를 곱한 양으로 정의된다. 운동량을 p로, 질량을 m으로, 속도를 v로 나타내면
(속도가 벡터양이므로 운동량도 역시 벡터양 이다.)
뉴턴의 제 2법칙
힘이 물체로 하여금 운동하게 하는 방식은 뉴턴의 제 2법칙 즉, 에
따라 결정된다.
즉 물체의 운동량이 시간이 흐름에 따라 변하는 비율이 물체에 작용하는 힘
과 같다.
선운동량 보존 법칙
만일 물체에 작용하는 힘이 0이면 (또는 작용하는 힘의 합이 0이면, 이면)운동량의 시간에 대한 변화율가 0이므로 선운동량 p는 시간이 흘러도 바뀌지 않는다.
, 즉 p=일정
이것이 선운동량 보존 법칙이다.
충돌
탄성충돌 - 운동에너지가 보존되는 충돌→오차유효
(∵지구상엔 탄성충돌 없음)
비탄성충돌 - 운동에너지가 보존되지 않는 충돌
완전비탄성충돌 - 충돌 후의 두 물체가 합쳐지는 충돌
1차원 탄성충돌
정지하고 있는 질량 인 입자에 질량 인 입자가 속도 으로 충돌하면 이 두 입자는 충돌 후 그림 1과 같이 운동한다.
그림 1 이 충돌에서 외력은 0이므로 선운동량은 보존된다.
즉,
식 을 입사방향을 x축, 이와 직각방향을 y축으로 하는 좌표계에서 성분으로 표시하면
x방향 :
y방향 : 이다.
또 이 충돌이 탄성충돌이라면 충돌 전후의 계의 운동에너지가 보존되어야 하므로
( 무엇일까요? )
이다.
만약, 입사입자 과 표적입자 의 질량이 같다면()
x방향 :
y방향 :
이 되어, 충돌 후 두 입자의 진행방향은 직각을 이루게 된다.
즉 이다.
<그림 1>
실험에 필요한 이론
운동량은 벡터이며 2차원 즉 평면 내에서의 충돌에서는 운동량보존법칙은 충돌 전후의 운동량 vector삼각형의 닫힌 삼각형이 될 것이다.
입사구 , 충돌구 라고 할 때
운동량 보존
충돌 전후의 에너지는
탄성충돌이면 에너지 손실 없음
비탄성충돌이면 에너지 손실
손실에너지는
1) 일 때
운동량 보존 닫힌 삼각형
에너지 보존 직각 삼각형
에너지 손실

2) 일 때
운동량 보존 닫힌 삼각형
에너지 보존 직각삼각형은 아니다.
에너지 손실
3. 기구 및 장치
(1) 2차원 충돌 장치 (2) 질량이 같은 쇠공 2개
(3) 수직기 (4) c 형 클램프
(5) 갱 지 (6) 먹지
4. 실험방법
1) 먼저 과 가 서로 같은 구를 준비하여 실험한다.
2) 을 충돌 없이 굴려 내려 이 떨어진 수평거리 을 측정한다.
3) 를 충돌 지점에 놓고 을 굴려 와 충돌시킨 후 과 가 떨어진 수평거리 과 를 측정하고 과 의 각도를 측정한다.
4) 측정한 수평거리와 각도를 가지고 vector삼각형을 그린다.
5) vector삼각형을 보고 운동량 보존 여부와 에너지 손실여부를 계산한다.
6) 다음엔 과 가 서로 다른 구를 가지고 2)~5)의 실험을 반복한다.
5. 생각해보기
- 같은 질량과 같은 속력을 가진 진흙으로 되 두 개의 공이 서로 정면충돌을 한 다음, 딱 붙어버리고는 정지 상태에 이른다. 운동 에너지는 분명히 보존이 안 된 것이다. 운동량은 보존되겠는가?
5. 측정값
입사구
질량 m1
반경 r
표적구
질량 m2
반경 r
수직낙하거리
H
측정횟수
실험항목
1
2
3
4
5
평 균
충돌 전 입사구 수평거리 r0
충돌 후 입사구 수평거리 r1
충돌 후 입사구 각 θ1
충돌 후 표적구 수평거리 r2
충돌 후 표적구 각 θ2
6. 실험값 계산
입사속력 v1 = r0 = =
충돌 후 입사구 속력 v1 = rl = r1 =
충돌 후 표적구속력 v2 = r2 = r2 =

키워드

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