[일반 물리학 실험] (결과 보고서) 제8장 선운동량 보존법칙

목차

1. 측정값

2. 실험 결과

3. 질문 및 토의

4. 결론 및 검토

5. 수업시간에 내준 문제

본문내용

0.022315
0.015881
28.83056
4
0.016053
0.02097
30.6323
5
0.046016
0.017539
61.88379
평균 50.43492
4.결론 및 검토
1~5번 실험 모두 약간의 오차가 발생하기는 하였으나 여러 요인에 의해 발생한 오차일 뿐 운동량 보존 법칙을 설명하는데 있어서 무시할 수 있을 정도로 작은 것으로 판단된다. 이번 실험에서 사용된 공기 미끄럼대가 활차와 미끄럼대 사이의 마찰력을 최소화하기 위해 고안된 기구이기는 하나 마찰력이 전혀 발생되지 않는다고 볼 수는 없다. 그렇기 때문에 충돌을 전후하여 발생한 에너지 손실의 주된 원인중의 하나가 바로 마찰력 때문이라고 생각된다. 그리고 활차가 충돌하면서 생긴 열에너지 및 소리로 에너지가 사라진 것 또한 요인이라고 생각한다. 그렇지만 모든 실험에서 충돌 전후의 운동량의 합은 거의 같았으며 이를 통해 운동량 보존 법칙은 성립됨을 알게 되었다. 하지만 역학적 에너지 보존 법칙의 경우, 질량이 2배가 되었을 때 속
도는 배가 되어야 성립 가능하다. 하지만 5번째 실험에서는 속도가 절반에 가깝게 변했기 때문에 에너지 보존 법칙은 성립하지 않았다. 나머지 실험에서는 역학적 에너지가 대체로 보존되는 것으로 나타났기 때문에 완전 탄성 충돌에서는 역학적 에너지 보존 법칙이 성립함을 알 수 있었다.
5. 수업시간에 내준 문제
※완전 탄성충돌
일차원에서 정지(=0)해 있는 한 물체에 다른 한 물체가 속도 으로 충돌하는 경우에 충돌 후 두 물체의 속도를 구해보자. 그러면 충돌한 후 물체1과 물체2의 속도가 각각 이 된다고 하면 완전 탄성충돌의 경우 운동량과 운동에너지가 모두 보존되므로
이 된다. 두 식을 연립하면
가 된다. 따라서 충돌 후 물체 2는 항상 양의 속도가 되지만 물체 1은 질량 과 의 크기에 따라 속도가 0, 음 또는 양이 된다.
1. 질량이 같은 경우
질량이 같을 경우 위의 식을 보게 되면 는 0 는 이 되어 물체1은 정지하고 물체2는 물체1의 처음속도와 같은 속도로 움직이게 된다.
2. 질량이 다른 경우(가벼운 물체가 무거운 물체 충돌 시)
가벼운 물체가 무거운 물체에 부딪히게 되면 는 음수가 되어 가벼운 물체는 뒤로 가게 되고 는 양수 이므로 앞으로 가게 된다.
3. 질량이 다른 경우(무거운 물체가 가벼운 물체 충돌 시)
무거운 물체가 가벼운 물체에 충돌하게 되면 , 는 모두 양수이므로 둘 다 앞으로 가게 된다.

키워드

일반물리학실험,   물리학,   결과 보고서,   선운동량 보존법칙