Air Track

소개글

Air Track에 대한 보고서 자료입니다.

목차

Air Track

1. 실험 목적

2. 실험 원리

3. 실험 방법

4. 실험 결과

5. 실험 고찰

본문내용

측정값이 이론값보다 모두 작다는 것이다. 이는 이론값 계산에서 중력가속도 g를 9.8로 계산 하였는데 중위도 지방의 중력가속도 값은 9.8보다 조금 작은 것을 감안 하면 이론값이나 실제 값이 거의 같을 것이라 예측해본다.
3) Momentum and Collisions
A. Equal Masses, both gliders moving
그래프1
분석 : 이 그래프는 6회 반복한 데이터들의 각각의 운동량을 계산하여 충돌 전후의 운동량을 비교한 것이다. 원래는 충돌 전후의 운동량은 같아야 하지만 그래프를 보았듯이 같은점 보단 차이가 나는 점이 많다. 그러나 운동량 값들이 1도 안되는 작은 값들이기 때문에 오차가 더욱 커보이는 것 같다.
그래프2
분석 :　이 그래프는 데이터를 이용해 운동에너지를 계산하여 충돌전후의 운동에너지의 총합을 비교한 것이다. 고무줄의 탄성력에 따라 운동에너지의 보존 되는 정도가 정해지는데 그래프를 보면 운동에너지의 보존이 어느정도 이루어진 것을 보아 고무줄의 탄성계수를 예상 할 수 있다.
B. Inelastic collision
그래프1
분석 : 이 실험이 비록 비탄성충돌 실험이긴 하지만 운동량은 보존되야 한다. 옆에 그래프를 보면 거의 비슷한 운동량을 지님을 알 수 있다. 그리고 이 그래프는 다른 면으로 해석할 수 있는데,
식에서 좌 우변 을 비교한 것이므로 위에 식으로 구한 이론값과 실제값의 차이를 분석한 그래프로도 볼 수 있다.
그래프2
분석 : 비탄성 충돌에서의 충돌 전후 운동에너지의 총합을 비교한 그래프인 이것을 보면 운동에너지가 차이가 남을 알 수 있는데 이는 당연한 것이다. 비탄성 충돌에서는 에너지가 보존 안되는 것이 당연하기 때문이다. 그리고 충돌전에 비해 충돌 후가 에너지 양이 적은데 이는 에너지가 충돌 후에 손실됨을 알 수 있다.
전체적인 결과 - 전체적으로 결과는 약간씩의 오차를 동반하여 나왔다. 워낙에 질량이든 속도든 작은 값으로 하였기 때문에 아주 작은 오차도 커보이는 상황이 되버렸다. 그러나 이론에 크게 위반되는 상황은 연출되지 않았다. 속도,가속도의 값도 어느정도 나왔으며 운동량이 보존되야 할 실험3에서는 운동량이 약간의 손실을 제외하고는 보존되었고 비탄성충돌의 경우 운동에너지가 충돌 후가 충돌 전보다 손실되어 나와야 하는데 이도 그래프로 봐서 알수 있듯이 이루어졌다.
5. 실험 고찰
오차의 원인
# Air track의 비마찰성이 의심된다.
# 1)실험에서 떨어뜨릴 때 사람이 떨어 뜨린거라 0이 아닐 수도 있다.
# 실험 할 때 광감지기의 간격이 실험결과 요소로 작용할 때 간격이 정확하지가 않다.
# Air track이 수평이 되야할 때 수평이 아닐 수도 있다,
# 고무줄의 탄성정도
# 활차에 달린 알류미늄판이 꽃힌 각도( 활차와 정확히 수평이 아닐 수도 있다.)
# 활차 끼리 충돌할 때 활차가 약간 들썩 거림
# 도르래의 마찰이 있을 수도 있다.
오차의 해결 방안
# 정확히 마찰을 0으로 하는 실험기구를 사용한다.
# 1)실험에서 활차를 밑으로 보낼 때 손의 힘을 내려보내는 쪽 반대로 주다가 내려보낼 때 손을 뗀다.
# 광감지기의 거리를 정확히 잴 수 있도록 광감지기를 정확히 Air track과 수평으로 놓고 잰다.
# Air track이 정확히 수평이 되도록 수평계(수평을 정확히 측정 가능한)를 이용해 수평을 맞춘다.
# 탄성계수가 1인 실험기구를 사용한다. (실제로 있는지는 잘 모르겠다.)
# 알류미늄 판이 활차와 정확히 일직선이 되도록 논뒤에 고정한다.(본 실험에서는 자꾸 흔들림)
# 활차를 무거운 것으로 준비해 들썩거림을 방지하도록 한다.
# 마찰이 거의 없는 도르래를 준비하도록 한다.
실험에 대한 전체적인 결론
이번 실험은 여러 운동과 또 그 운동에 따른 운동량과 운동에너지를 구해보고 운동 전후의 양을 비교해보는 실험이었다. 우리가 사는 세상은 물리이론에서 말하는 이상세계와는 다른 세상을 가지고 있고 우리는 실험을 하기 위해 그 이상세계에 근접하도록 하였다. 그러나 아직 미흡한 점이 있으며 그에 따른 오차를 감수 해야 했다. 그러나 전체적인 이론의 골격에서는 벗어나지 않았으며 가속도 법칙, 운동량 보존 법칙, 탄성 비탄성충돌에 따른 운동에너지 보존등을 확인 할 수 있는 계기가 되었다.
즉, 만큼의 비탈면에선 gsin의 가속도가 작용하여 변위에 따라 속도가 다른 값을 가지며 F=ma는 성립하는 가속도 법칙이며 충돌에선 운동량이 보존되나 운동에너지는 탄성 또는 비탄성 등 경우에 따라 다르다.

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