물리 실험 - 선운동량 보존 법칙 - 예비보고서

목차

1.실험목적

2.실험 원리

3.실험 기구 및 장치

4. 실험 방법

본문내용

영이면, F=0 이면) 운동량의 시간에 대한 변화율 dp/dt가 영이므로 선운동량 p는 시간이 흘러도 바뀌지 않는다. 이것이 선운동량 보존 법칙이다.
만일 대상 물체의 질량이 바뀌지 않는다면 운동량은 질량과 속도의 곱이므로 운동량이 변하지 않으면 바로 속도가 변하지 않음을 의미한다. 그래서 질량이 일정한 한 물체에 대해서는 물체에 힘이 작용하지 않으면 속도가 바뀌지 않는다는 갈릴레오의 관성의 법칙(또는 뉴턴의 제일 법칙)은 바로 한 물체에 적용한 운동량 보존 법칙과 같은 것이다.
그런데 운동량 보존 법칙은 훨씬 더 광범위하게 성립한다. 즉 질량이 변하는 물체에도 성립하고 한 물체가 아니라 여러 물체에도 성립한다. 두 물체에 대해서는, 만일 두 물체에 작용하는 힘의 합이 영이면 각 물체의 운동량의 합 즉 총 운동량이 변하지 않고 일정하게 된다. 여기서 운동량이나 힘의 합을 구할 때는 이들 양이 벡터량임을 기억하여야 한다. 즉 두 힘이 동일한 방향을 향하면 합한 힘의 크기가 더 커지지만 반대 방향을 향하면 합한 힘의 크기가 더 작아진다. 운동량도 마찬가지이다.
선운동량 보존 법칙을 적용한 간단하고 재미있는 예를 하나 들어보자. 만일 마찰이 전혀 없는 빙판 위에 서 있다면 어떻게 빙판을 빠져 나올 수 있을까? 단 한가지 방법을 옷을 벗어서 멀리 던지는 것이다. 던지기 전에 옷과 몸은 움직이지 않으므로 운동량의 합이 영이다. 옷을 던지면 옷의 운동량은 던진 방향을 향하므로 이를 상쇄하여 옷을 던지 후의 운동량이 영이 되려면 몸이 옷과 반대 방향으로 움직여야 한다. 그렇게 해서 빙판을 빠져 나올 수 있다.

키워드

선운동량,   보존,   법칙,   예비,   물리,   실험