목차
1. 실험목적
2. 이론
3. 실험방법
1. 실험결과 및 분석
2. 토의 및 결론
2. 이론
3. 실험방법
1. 실험결과 및 분석
2. 토의 및 결론
본문내용
- 와 충돌 전 서로 가까워지는 속도(충돌 전의 상대 속도) - 의 비를 반발 계수라 하고, e로 표시한다.
쇠공
플라스틱 공
범위
실험값
속도(m/s)
충돌후
속도(m/s)
반발계수
e
실험값
속도(m/s)
충돌후
속도(m/s)
반발계수
e
short
2.473
1.205
0.4873
3.231
0.417
0.1291
2.472
0.869
0.3515
3.233
0.252
0.0779
2.484
0.683
0.2750
3.144
0.175
0.0557
midium
3.836
1.054
0.2748
5.028
0.280
0.0557
long
5.215
1.433
0.2748
6.699
0.373
0.0557
0 < < 1 이므로 비탄성 충돌에 속하게 되어, 운동량은 보존되지만 역학적 에너지는 보존이 되지 않는다.
(2) 오차의 원인
① 진자의 진동 때문에 오차가 생겼을 것이다.
(육각 렌즈로 고정해 놓았다고 하더라도 진동은 있었다.)
② 공이 공고정대 중앙에 정확히 박히지 않아 오차가 생겼을 것이다.
(공고정대 중앙에 박혀야 무게중심이 중앙이 된다.)
③ 기계불량으로 인해 포토게이트가 고정이 되지 않고 자꾸 움직여 실험을 할 때 마다 포토 게이트 위치를 조절해 주어 오차가 생겼을 것이다.
(공을 발사대 안으로 넣을 때, 진자가 올라갔다가 내려오면서 포토게이트에 부딪힐 때 마다 포토게이트가 움직였다.)
④ 발사기와 공의 마찰력, 공기저항, 공의 스핀에 의한 에너지 감소, 소리에 의한 에너지 감소가 원인이 되어 오차가 생겼을 것이다.
⑤ 공고정대와 공의 마찰력, 공기저항에 의해 오차가 생겼을 것이다.
⑥ 장소에 따라 중력가속도가 조금씩 달라서 오차가 생겼을 것이다.
(지구 자전에 따른 원심력이 위도에 따라 다르고, 지구가 완전한 구체가 아니라 약간 평평한 타원체이며, 지구 내부의 지질구조가 균일하지 않기 때문이다)
⑦ 유효숫자를 맞추기 위해 반올림을 하는 과정에서 정밀성이 떨어져 오차가 생겼을 것이다.
⑧ 실험 장비 조작의 미숙으로 인한 오차가 생겼을 것이다.
(3) 추가 실험
오차의 원인인 공기 저항을 없애기 위하여 진공상태서 실험을 하고, 발사된 공이 공고정대 중앙에 정확히 박히게 하여 실험을 하고, 쇠공을 발사했을 때도 진자의 진동에 의한 오차를 줄이기 위해 진자를 강체로 만들고 회전운동센서와 스탠드, 진자를 완벽하게 고정을 시켜 실험을 하면 좋을 것 같다.
쇠공
플라스틱 공
범위
실험값
속도(m/s)
충돌후
속도(m/s)
반발계수
e
실험값
속도(m/s)
충돌후
속도(m/s)
반발계수
e
short
2.473
1.205
0.4873
3.231
0.417
0.1291
2.472
0.869
0.3515
3.233
0.252
0.0779
2.484
0.683
0.2750
3.144
0.175
0.0557
midium
3.836
1.054
0.2748
5.028
0.280
0.0557
long
5.215
1.433
0.2748
6.699
0.373
0.0557
0 < < 1 이므로 비탄성 충돌에 속하게 되어, 운동량은 보존되지만 역학적 에너지는 보존이 되지 않는다.
(2) 오차의 원인
① 진자의 진동 때문에 오차가 생겼을 것이다.
(육각 렌즈로 고정해 놓았다고 하더라도 진동은 있었다.)
② 공이 공고정대 중앙에 정확히 박히지 않아 오차가 생겼을 것이다.
(공고정대 중앙에 박혀야 무게중심이 중앙이 된다.)
③ 기계불량으로 인해 포토게이트가 고정이 되지 않고 자꾸 움직여 실험을 할 때 마다 포토 게이트 위치를 조절해 주어 오차가 생겼을 것이다.
(공을 발사대 안으로 넣을 때, 진자가 올라갔다가 내려오면서 포토게이트에 부딪힐 때 마다 포토게이트가 움직였다.)
④ 발사기와 공의 마찰력, 공기저항, 공의 스핀에 의한 에너지 감소, 소리에 의한 에너지 감소가 원인이 되어 오차가 생겼을 것이다.
⑤ 공고정대와 공의 마찰력, 공기저항에 의해 오차가 생겼을 것이다.
⑥ 장소에 따라 중력가속도가 조금씩 달라서 오차가 생겼을 것이다.
(지구 자전에 따른 원심력이 위도에 따라 다르고, 지구가 완전한 구체가 아니라 약간 평평한 타원체이며, 지구 내부의 지질구조가 균일하지 않기 때문이다)
⑦ 유효숫자를 맞추기 위해 반올림을 하는 과정에서 정밀성이 떨어져 오차가 생겼을 것이다.
⑧ 실험 장비 조작의 미숙으로 인한 오차가 생겼을 것이다.
(3) 추가 실험
오차의 원인인 공기 저항을 없애기 위하여 진공상태서 실험을 하고, 발사된 공이 공고정대 중앙에 정확히 박히게 하여 실험을 하고, 쇠공을 발사했을 때도 진자의 진동에 의한 오차를 줄이기 위해 진자를 강체로 만들고 회전운동센서와 스탠드, 진자를 완벽하게 고정을 시켜 실험을 하면 좋을 것 같다.