[일반물리학 실험] 탄성 및 비탄성 충돌 : 탄성충돌 실험과 비탄성충돌 실험을 통하여 에너지보존 법칙과 운동량보존 법칙을 이해한다.

소개글

[일반물리학 실험] 탄성 및 비탄성 충돌 : 탄성충돌 실험과 비탄성충돌 실험을 통하여 에너지보존 법칙과 운동량보존 법칙을 이해한다.에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험 제목 : 탄성 및 비탄성 충돌
2. 실험 목적 :
3. 관련 이론 :
4. 실험 방법
5. 실험 결과
6. 실험 분석 및 토의

본문내용

8
0.0129
14
13
14
15
14
14.0
실험3) 탄성충돌
5.376
이론값
실험값
횟수
1
2
3
4
5
평균
0.1807
0.0748
63
63
64
64
63
63.4
횟수
1
2
3
4
5
평균
0.1174
0.0423
29
28
29
29
28
28.6
횟수
1
2
3
4
5
평균
0.0861
0.0277
18
18
17
19
19
18.2
6. 실험 분석 및 토의
이번 탄성 및 비탄성 실험에서는 비교적 이론값과의 차이가 많이 나는 경향이 있었다. 결과를 이론값과 실험값의 차이를 나타내보면
1) 비탄성충돌
0.0594
0.0594
오차율 : 0%
0.0340
0.0250
오차율 : 25.3%
0.0238
0.0129
오차율 : 45.9%
2)탄성충돌
0.1807
0.0748
오차율 : 58.6%
0.1174
0.0423
오차율 : 64.0%
0.0861
0.0277
오차율 : 67.9%
비탄성충돌 에서부터 시작하여 탄성충돌에 이르기까지 오차율에 0%부터 최대 67% 까지 매우 큰 폭으로 나타났다. 비탄성 충돌은 발사체가 발사되어 충돌되는 물질과 함께 동시에 움직이게 됨으로 충돌 후 발사된 추의 무게도 함께 계산해 주어야한다. 또한 충돌할 물체의 무게가 증가하게되면 기존의 가지고 있던 운동에너지가 충돌과 동시에 운동에너지로 바뀌게 되면서 같은 운동에너지에서 질량이 증가하므로 상대적으로 이동하게되는 각도의 크기도 감소하게 되는 것이다. 초기 설정이 비탄성 충돌 이었으므로 제일 처음 실시한 실험결과는 0%의 오차를 가지는 결과값을 가진다. 하지만 무게가 증가함에 따라서 기타 외부로 방출되는 에너지의 양이 증가한다고 볼 수 있다.
탄성충돌 에서는 그 오차의 범위는 더욱 커지게 된다. 우선 기준으로 정한 초기속도가 탄성충돌이 아닌 비탄성충돌의 환경에서 실시됨에 따라 그 초기값의 설정에 있어서 이론값과의 차이를 발생하는 데 가장 큰 원인으로 생각하였다. 탄성충돌에서는 추의 운동에너지가 충돌을 통해서 진자에 전달되는 과정에서 여러 가지 형태의 에너지로 변환이되어 방출되는것을 쉽게 생각해볼 수 있었다.
1. 충돌면 에서의 열 에너지
2. 충돌 부분 자체 그리고 발사체에서의 충격에 의한 마모
3. 충돌시의 소리에너지
이러한 이유로 발생한 에너지의 변환으로 인하여 에너지는 비보존된다. 하지만 이 모든 방출된 에너지를 모두 합해본다면 이론상 그 에너지는 보존될 것으로 예상된다. 이러한 이유 이외의 기타 현실적인 오차의 또하나의 이유로 충돌 당시의 진자의 위치의 변동으로 들 수 있다. 실험 도중 조금씩 진자의 각도가 변화함에 따라서 조정을 통하여 오차를 최대한 줄이려고 노력하였지만 실제의 실험에서는 그 한계를 넘지 못하였다.
이번 탄성 비탄성 충돌에서의 에너지의 전달과정을 보면서 실생활에서 사용되는 자동차의 충돌 시험에서 그 충돌 시간을 길게 지연시킴으로 인하여 그 충돌을 최대한 비탄성 충돌로 유도하여 차 내의 인체에 가해지는 충격량을 최소화 시키는 것을 다시 한번 생각해 볼 수 있었다.

키워드

탄성,   비탄성,   에너지보존 법칙,   운동량보존 법칙,   충돌의 중류,   충돌,   탄성 및 비탄성 충돌