결과보고서_선운동량 보존

목차

[1]측정값

[2]계산 및 결과

[3]토의

본문내용

충돌을 할때, 충돌 전과 충돌 후의 운동량을 비교하여 운동량이 보존 되는지를 알아보는 실험이었다.
우선 충돌 직전과 직 후의 총 운동량 P를 각각 계산 하고 를 구했다.
그 후 충돌 전과 후의 운동에너지 와 를 각각 구하고 를 구하여 오차를 검토하였다.
1차원의 두 물체의 충돌에서 충돌 직전과 직후의 총 운동량을 , 로 놓는다면
= m1v1i + m2v2i = m1v1f + m2v2f =
라는 선운동량이 보존된다는 결과가 나와야 한다.
하지만 우리가 한 실험에서는 = 86.76 (N/s) , = 85.44 (N/s) 로 1.32 의 오차가 났다.
또한 두 물체의 충돌에서 충돌 직전과 직후의 운동에너지를 , 로 놓는다면
= m1v1i 2 + m2v2i 2 = m1v1f 2 + m2v2f 2 =
라는 결과가 도출되어야 한다. 하지만 = 19.95 (N) , = 18.39 (N) 이라는 측정값이 나왔다. 이에 오차가 1.56 정도가 나왔다. 이의 측정값을 보아도 운동량은 완전하게 보존되지 못했다는 것을 알 수 있다. 물론 우리가 한 실험에서 여러 가지 오차 요인이 있었기 때문이지만.
초음파를 받기 위해 글라이더에 설치 된 얇은 판에 의한 보다 많은 공기의 저항과, 정확한 수평을 맞추지 못했었던 과실 오차, 에어트랙을 이용하여 글라이더의 마찰력을 최소화 시키려고 했지만 그 마찰이 소멸되지는 못하고 남아있었던 것. 그리고 또한 새로이 알게 된 사실로는 고무줄의 충격량 흡수 인데, 고무줄이 일부 충격량을 흡수해서 생겨난 오차 이다.
이번 실험은 실험 기구 자체가 완전한 강체로서의 조건을 갖추고 있지 못했기 때문에 따라서 완전 탄성충돌이 이루어지지 못했으며 결국 오차가 발생하는 것은 당연했다.
앞에서 말했듯이 고무는 운동으로 인한 충격을 받았을 때 그 충격을 일부 흡수하는 성질을 가지고 있다. 마치 운동화의 바닥이 고무로 만들어진 것과 같은 이유이다. 그렇기 때문에 글라이더 두개가 충돌하여 다시 고무줄에 부딪힐 때는 일부의 에너지가 흡수되어 속도가 감소하고 운동량 또한 감소했다.
위에서 거론한 여러 가지의 오차들로 인하여 결국은 이 실험에서 밝히고자 했던 ‘두 강체가 충돌할 때 충돌 직전의 운동량과 충돌 직후의 운동량은 같다’ 라는 이론을 뒷받침 하지 못하는 측정값이 도출되었다.
이 기기(에어트랙과 송풍기)는 저번 7과의 실험에서도 썼었는데 그때도 그랬듯 수평 맞추는 것이 어려웠고 아쉬웠다.

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일반물리학실험1-10,   결과보고서,   선운동량 보존