에어트랙 물리 결과보고서

소개글

에어트랙 물리 결과보고서에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 목적
2. 이론
3. 실험장치
4. 실험방법
5. 주의사항
6. 검토

본문내용

버튼 클릭)
6) Enter video analysis mode를 클릭하여 비디오 분석모드로 들어가 활차의 운동을 위치-시간 표로 기록한다.
(조작순서 : Enter video analysis mode 클릭 Enable auto tracking 클릭 우측 메뉴에서 Table 클릭 후 위치-시간 표 만들기)
7) 글라이더의 질량을 고정하고 추의 질량을 바꾸어 가면서 5~6번의 과정을 5회 이상 반복 측정 한다.(모든 질량은 쓰여 있는 값과 다를 수 있으므로 모두 저울을 통해 실측하는 것이 좋다. 실험은 처음 질량에 10g씩 늘려가면서 수행한다.)
8) 추의 질량을 고정하고 글라이더의 질량을 바꾸어 가면서 5~6번의 과정을 5회 이상 반복 측정 한다.(글라이더에 추를 올려놓을 때는 대칭이 되도록 양쪽에 같은 질량의 추를 놓는다. 글라 이더의 무게에 따라 적정한 에어의 양이 다르므로 매 실험 시 적절히 조정해야 한다.)
9) 가속도 의 이론치와 측정치 차이를 비교하고 가 선형적으로 성립하는지 여부를 판 단한다.
< 완전 비탄성 충돌에서의 운동량 보존 법칙 >
그림 1. Newton 제3법칙 실험
그림 2. 글라이더에 찰흙을 설치
1) 에어트랙에 글라이더를 올려놓고 기준자를 이용 스케일 및 좌표계를 설정한다.
2) 글라이더에 고무찰흙을 설치하고 동영상 촬영 준비를 한다.(에어의 양은 글라이더와 트랙사이 의 마찰이 없어야 하므로 글라이더가 요동하지 않는 범위에서 약간 큰 쪽으로 맞춘다.)
3) 두 글라이더를 충돌시키고 동영상으로 촬영한다.
(조작순서 : record 버튼 클릭 글라이더의 운동 record 버튼 클릭)
(두 글라이더의 충돌 시 실험의 정확성을 위해서는 기본적으로 두 실험체의 속도의 합이 큰 쪽이 유리하다.)
4) Enter video analysis mode를 클릭하여 비디오 분석모드로 들어가 활차의 운동을 위치-시간 표로 기록한다.
(조작순서 : Enter video analysis mode 클릭 Enable auto tracking 클릭 우측 메뉴에서 Table 클릭 후 위치-시간 표 만들기)
5) 동일한 실험을 속도를 달리하여 5~6번의 과정을 5회 반복 측정한다.
5. 주의 사항
1) 공기 압축기로 공기를 주입 시 너무 약하게 할 경우 활차에 마찰이 생기므로 주의한다.
2) 추를 달아 실험하는 뉴턴의 제2법칙 실험의 경우 활차가 움직이는 도중에 추가 바닥에 닿는 일이 없도록 설치한다.
3) 완전 비탄성 충돌 실험의 경우 질량인 활차와 질량인 활차가 충돌 후 서로 떨어지지 않도록 찰흙을 잘 부착한다. 또한 활차를 너무 세게 밀어서 충돌 후 활차가 공중에 뜨지 않도록 주의한다.
물리학및실험1 결과보고서
실험제목
보고자
소속
이름
보고일자
※ 1.실험목적 ~ 3.방법 부분은 매뉴얼과 다른 내용으로 기록하고자 할 때만 기록하고, 기록내용이 없을 시 삭제.
4. 측정 및 분석
< Newton의 운동 제2법칙 >
실험1. 질량이 일정하고 힘이 변하는 경우횟수
글라이더 총 질량
추와 추걸
이의질량
추세선식
글라이더
측정가속도
글라이더
이론가속도
가속도
오차
(%)
1
187
13.8
60.1
67.5
11.0
2
187
18.4
78.8
87.8
10.3
평균
187
20.4
69.45
77.65
10.65
실험2. 힘이 일정하고 질량이 변하는 경우횟수
글라이더 총 질량
추와 추걸
이의질량
추세선식
글라이더
측정가속도
글라이더
이론가속도
가속도
오차
(%)
1
218.4
13.8
61.4
58.2
5.50
2
248.5
13.8
55.3
51.6
7.17
평균
233.45
13.8
58.35
54.9
6.335
< 완전 비탄성 충돌에서의 운동량 보존 법칙 >
실 험 1
비슷한 질량 비탄성 충돌
피사체질량 (g)
피사체1
187g
피사체2
187g
충돌 전
충돌 후
결과
횟
수
피사체1
의 속도
피사체2
의 속도
총운동량 P
총에너지 K
피사체1의 속도
피사체2의 속도
총운동량 P’
총에너지 K’
운동량변화량
에너지변화량
반발
계수
e
1
69
0
12903
445153.5
12
43
10285
186345.5
20.29
58.13
0.45
실 험 2
질량차가 있는 비탄성 충돌
피사체질량 (g)
피사체1
187
피사체2
217.3
충돌 전
충돌 후
결과
횟
수
피사체1
의 속도
피사체2
의 속도
총운동량 P
총에너지 K
피사체1의 속도
피사체2의 속도
총운동량 P’
총에너지 K’
운동량변화량
에너지변화량
반발
계수
e
1
111
0
20757
1152013.5
8
39
9970.7
180840.65
51.96
84.3
0.28
5. 검토
뉴턴의 운동 제2법칙 실험1에서는 이론 가속도 보다 가속도가 더 느리게 측정이 되었다. 처음에 글라이더 수평을 완전하게 맞추지 않았고 에어트랙에서 발생하는 마찰력이 어느 정도 존재하기 때문에 속도가 느리게 측정되었다. 글라이더를 정지시켰다가 놓는 과정에서 약간의 힘이 가해졌고 그로 인해 값이 더 작게 측정된 것 같다.
완전 비탄성 실험에서는 운동량이 보존되지 않고 오차가 생긴 이유는 크게 두가지로 볼수 있다.
먼저, 에어트랙만으로 완전히 마찰이 없는 상태를 만들 수가 없다. 에어트랙으로 마찰을 어느 정도 줄일 수 있지만 물체가 충돌하는 과정에서 지평면에 수직인 방향으로 움직임이 생겨 글라이더가 트랙에 닿으면서 마찰이 발생하게 되었다. 두 번째는 완전 비탄성인 상태의 한계이다. 우리 조는 실험을 진행할 때 글라이더에 고무찰흙을 부착하지 않고 실험을 진행했기 때문에 반발 계수가 0보다 크게 나오고 운동량이 보존되지 않았다. 마지막으로, 글라이더를 충돌시킬 때 손으로 밀어서 충돌을 시켰다. 그러나 실험2에서 충돌 직전의 속도가 111cm/s 가 나올 정도로 강하게 밀었고 그 과정에서 글라이더가 위아래로 흔들렸다. 이 흔들리는 과정에서 마찰이 발생했던 것 같다.
오차를 줄이기 위해서는 완전 비탄성에 가까울 정도로 충격을 흡수할 수 있는 고무찰흙을 부착하여 실험을 하고 충돌을 시키거나 움직임을 관찰할 때 글라이더가 위아래로 흔들리진 않는지, 에어트랙에 충분히 떠있는 상태로 운동을 하는지 확인하면서 실험을 해야 할 것 같다.

키워드

에어트랙,   결과보고서,   일반물리학실험