탄성충돌에의한 선운동량측정 A+

소개글

탄성충돌에의한 선운동량측정 A+에 대한 보고서 자료입니다.

목차

Ⅰ. 실험과정
가. 실험 목표
나 실험 준비
다. 실험과정
라. 주의사항
Ⅱ. 실험결과
가. 실험값
Ⅲ.결과 분석 및 토의
Ⅳ.고찰
Ⅴ.참고문헌

본문내용

[그래프. 2-1 피사체1 후Y]
[그래프. 2-1 피사체2 전X] [그래프. 2-1 피사체2 전Y]
[그래프. 2-1 피사체2 후X] [그래프. 2-1 피사체2 후Y]
[그래프. 2-2 피사체1 전X] [그래프. 2-2 피사체1 전Y]
[그래프. 2-2 피사체1 후X] [그래프. 2-2 피사체1 후Y]
[그래프. 2-2 피사체2 전X] [그래프. 2-2 피사체2 전Y]
[그래프. 2-2 피사체2 후X] [그래프. 2-2 피사체2 후Y]
1-3) 충돌 전, 후의 전체 운동량
case1
충돌 전
충돌 후
v1
v2
v1\'
v2\'
속력 (m/s)
1.34
1.08
0.913
1.25
전체 운동량
0.0581
0.0519
case2
충돌 전
충돌 후
v1
v2
v1\'
v2\'
속력 (m/s)
1.53
1.61
0.972
1.70
전체 운동량
0.126
0.110
1-4) 충돌 전, 후의 전체 운동에너지
case1
충돌 전
충돌 후
v1
v2
v1\'
v2\'
속력 (m/s)
1.34
1.08
0.913
1.25
전체 운동에너지
0.0352
0.0285
case2
충돌 전
충돌 후
v1
v2
v1\'
v2\'
속력 (m/s)
1.53
1.61
0.972
1.70
전체 운동 에너지
0.0992
0.0871
Ⅲ.결과 분석 및 토의
물체 1 0.0238kg, 물체 2 0.00238kg을 가지고 운동량 실험을 측정했을 때 x성분의 속력와 y성분의 속력를 이용하여 운동량을 계산한 결과 0.0581kgm/s이다. 그리고 I-CA system을 바탕으로 두 물체의 충돌영상을 촬영 후 분석 프로그램으로 분석하여 충돌후 시점의 속력을 마찬가지로 x성분과 y성분의 속력을 이용하여 운동량을 계산한 결과 0.0519kgm/s이다. 이들의 오차 퍼센트를 구해보면 10.7%로 운동량 성립에 오차가 있음을 확인할 수 있다. 이들의 충돌전 운동에너지는 0.0352J 충돌 후는 0.0285J로 19.0%의 퍼센트 오차를 계산하였다. 운동에너지 보존 성립에 오차가 있음을 알 수 있으며 충돌후의 운동에너지가 감소함을 확인할 수 있다. 물체 3과 물체 4의 무게를 각각 0.0284kg, 0.0510kg으로 운동량 실험을 진행하였을 때 x성분의 속력와 y성분의 속력를 이용하여 운동량을 계산한 결과 0.126kgm/s이다. 그리고 I-CA system을 바탕으로 두 물체의 충돌영상을 촬영 후 분석 프로그램으로 분석하여 충돌 후 시점의 속력을 마찬가지로 x성분과 y성분의 속력을 이용하여 운동량을 계산한 결과 0.110kgm/s이다. 이들의 오차 퍼센트를 구해보면 12.7%로 운동량 성립에 오차가 있음을 확인할 수 있다. 이들의 충돌 전 운동에너지는 0.0992J 충돌 후는 0.0871J로 12.2%의 퍼센트 오차를 계산하였다. 운동에너지 보존 성립에 오차가 있음을 알 수 있으며 충돌후의 운동에너지가 감소함을 확인할 수 있다.
그렇다면 이 실험에서 오차가 발생하는 원인으로는 크게 충돌과정을 분석하는 과정과 물체가 충돌하는 과정에서 살펴볼 수 있다. 우선 충돌과정을 분석하는 과정에서 실험자가 퍽을 잡고 충돌시키는 첫 순간과 충돌후의 시점을 정확하게 분석하지 못해 물체의 속력에 영향을 줬으리라 판단된다. 또한 최대한 에어 장치 중앙에서 동시에 충돌이 진행해야 하나 실험자의 손이 거의 충돌 직전까지 접촉해 있었던 점을 고려한다면 단순히 물체만의 충돌을 바라볼 수 없다고 판단된다. 그리고 충돌되는 실험과정에서 살펴본다면 물체가 에어 장치 위에서 진행되었지만 공기저항과 마찰력이 아예 전제되었다고 할 수 없으며 물체가 충돌이 진행되면서 발생하는 소리, 마찰 등의 에너지 손실로 인해 보존이 되지 않았다고 판단된다.
Ⅳ.고찰
본 실험에서는 물체의 각각의 속도를 분석하여 운동량 및 운동에너지 보존이 성립하는지를 확인해 보았다. 본 실험에서 각각 10.7%, 12.7%의 운동량 오차를 확인할 수 있었다. 10.7%, 12.2%의 운동에너지 오차를 확인 할 수 있었다. 이에 대한 오차를 실험 결과 값 분석과 실험 진행 중의 에너지 손실을 그 근거로 하였다. 이에 대해 에어장치 위에서 충돌 실험을 위한 외부 조건이 완벽히 전제되어 에너지 손실이 없고 실험자가 물체를 정 중앙에서 동시에 충돌을 진행하여 물체의 충돌시점과 속도를 정확히 분석한다면 이에 대한 오차는 줄어들고 보다 정확한 실험이 되리라 판단된다.
Ⅴ.참고문헌
[1]일반물리학실험(북스힐, 2003, 81-88p)
[2]일반물리학Ⅰ(북스힐, 2003, 101-110 p)

키워드

물리학및실험,   건국대,   물리실험,   탄성충돌,   선운동량,   충돌,   그래프,   피사체,   운동량