[기초물리학실험] 선운동량 보존, 충돌 및 저항력

목차

운동량(Momentum)
충격량(Impulse)
저항력
종단속력
운동량 보존법칙 및 에너지 보존법칙

본문내용

고 해석해야 한다.
실험과정에서 구한 운동량으로부터 충돌 직전과 직후의 총 운동량(두 물체의 운동량합)을 각각 구하고 서로 비교하여 같은지 즉 운동량 보존법칙이 성립하는지 확인하라.
2개의 운동체의 충돌직전운동 에너지 , 총에너지와 충돌직후의 운동에너지, 총에너지를 각각 구하라.
두 역학차에 벨크로를 설치하여 완전 비탄성 충돌을 하도록 만들어 위 실험을 반복한다. 완전 비탄성 충돌의 경우 운동량 보존법칙과 에너지 보존법칙을 확인하라. 또 역학차 1만의 충격량 크기를 구하라
실험 B. 저항력: 자유낙하 물체의 공기저항에 의한 종단속력
종이필터 낙하 운동의 종단속력 측정 실험 구성도를 구성하라. 종이 필터를 자유낙하 시키면서 고속 연속 비디오 촬영으로 시간별 종이필터의 위치를 파악하고 속력을 구한다. 이때 종이필터의 방향은 위의 그림에서와 같이 벙어진 쪽이 위로 향하게 한다. 필터 개수를 1개, 2개,... 로 바꾸어 가면서 측정하라. 적어도 2m 넘게 하고 필처를 꼭 위쪽에서 잡고 부드럽게 낙하시켜라.
필터가 낙하하는 근처에 1m 가를 미리 배치하고 촬영하여 나중 분석 시 기준 거리를 얻도록 한다. 빠른 자유낙하 물체의 선명한 상 취득을 위하여 매우 밝은 조명을 사용한다.
자유낙하 하는 종이필터 촬영 비디오를 Logger Pro 3의 “비디오 분석법”으로 분석한다.
앞에서 얻어진 데이터와 그래프에서 속력이 더 이상 늘어나지 않을 때의 속력 즉 종단속력을 필터의 개수의 각 경우에 대하여 구하여 기록한다.
(3) 실험 장비 및 재료
다이나믹스 시스템 1세트, 센서 인터페이스 Venier사 Lab pro 1세트, 변위 (운동) 센서 2개, 최대 측정질량 2 kg 해상도 10 mg 전자저울 1대, 수준기 1개, 모자형 커피 종이 필터 8장, 정밀 동영상 촬영 기능 디지털 카메라 및 삼발이 1세트 , 조명용 할로겐 램프 및 스탠드 1세트, 1m 막대 자 1개, 실 1m , 덕테이프 1개, 문구용 가위 1개, PC 1대, 실험 분석용소프트웨어 Vernier사 Logger pro 3 1 copy.
(4) 예상되는 데이터
실험 A. 물체의 충돌: 운동량, 운동량 보존법칙 및 에너지 보존법칙
2개의 운동체의 충돌직전 운동에너지와 직후의 운동에너지가 보존됨을 보일 것 같으나 조금의 오차는 생길 것 같다.
실험 B. 저항력: 자유낙하 물체의 공기저항에 의한 종단속력
속력이 늘어나다가 더 이상 늘어나지 않을 것이다.

키워드

운동량,   충격량,   저항력,   종단속력,   운동량보존법칙,   에너지보존법칙