[물실(물리 실험)] 08.탄성 및 비탄성 충돌 (충돌과 운동량보존) : 탄성충돌 실험과 비탄성충돌 실험을 통하여 에너지보존 법칙과 운동량보존 법칙을 이해한다

소개글

[물실(물리 실험)] 08.탄성 및 비탄성 충돌 (충돌과 운동량보존) : 탄성충돌 실험과 비탄성충돌 실험을 통하여 에너지보존 법칙과 운동량보존 법칙을 이해한다에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1.실험제목

2.실험목적

3.이론
1) 초속도구하기
2) 완전비탄성 충돌
3) 완전탄성충돌

4. 실험 방법
1) 초속도구하기
2) 완전비탄성 충돌
3) 완전탄성충돌

5. 실험결과
<탄성과 비탄성충돌>

6. 분석 및 토의

7. 참고문헌
-형설출판사, 일반물리학 실험. 한성철 외 7인 공저. 2008년

본문내용

8
49.17
1
2
3
평균
0.161
0.153
4.97%
38
38
38
38
1
2
3
평균
0.135
0.127
5.92%
31.5
31
31.5
31.33
실험3) 완전탄성충돌
이론값
실험값
1
2
3
평균
0.548
0.233
57.48%
68
69
66.5
67.83
1
2
3
평균
0.482
0.167
65.35%
47
46.5
46.5
46.67
1
2
3
평균
0.427
0.133
68.85%
36.5
36.5
36.5
36.5
6. 분석 및 토의
이번 실험에서는 탄성충돌과 비탄성 충돌을 통해서 에너지 보존 법칙과 운동량 보존 법칙이 성립함을 확인하였다. 구슬을 쏘는 기구는 전에도 사용한 적이 있었지만, 진자를 사용하는 실험은 이번이 처음이었는데 실험 방법도 어렵지 않고 잘 되었다.
먼저 완전 비탄성 충돌 실험에서는 추 없이 하는 실험에서 오차가 0%로 나오는 등 오차율이 작게 나왔다. 이 실험에서의 오차율은 에너지 변환 과정에서 쇠구슬과 진자 사이의 마찰이나 공식 유도시에 고려하지 않은 공기 저항, 진자와 진자를 고정하는 실험기구 간의 마찰 등에 의해 생긴 것으로 허용 오차 범위 내로 나타났다.
반면 완전 탄성 충돌 실험에서는 모든 오차가 50%이상으로 70%에 육박하였다. 이론값에 비해 실험값이 1/2 이하로 나타났는데 이런저런 요인을 고려하더라도 오차가 너무 크게 나타났다. 완전 탄성 충돌에서는 운동전후에 계 전체의 운동량과 운동에너지가 보존된다고 가정한다. 운동 에너지가 보존된다는 것은 두 물체가 충돌할 때 두 물체 사이에 작용하는 힘 외에 다른 힘이 개입하면 안 된다는 것을 의미하는데 실제 실험에서는 완전 비탄성 충돌에서 언급했던 오차 즉 공기저항이나 마찰에 의해 운동에너지가 보존되지 않는다. 공기저항력과 마찰력이 작용하면 진자는 예상보다 덜 올라가게 되는데 값은 가 90°에 가까워질수록 작은 각도변화에도 크게 변화하므로 측정된 각도에서 오차를 크게 만든다. 즉, 이론과는 달리 실제로는 운동 에너지가 손실되므로 값이 이론값에 비해 작게 측정되기 때문에 이렇게 큰 오차가 나타나는 것이다.
질량이 클수록 마찰에 의해 손실되는 에너지가 크고, 실제 실험에서 운동 에너지는 보존되지 않는다. 따라서 이번 실험에서 오차는 질량이 클수록, 완전 비탄성 충돌 실험보다는 완전 탄성 충돌에서 더 크게 나타났다.
7. 참고문헌
-형설출판사, 일반물리학 실험. 한성철 외 7인 공저. 2008년

키워드

물리 실험,   비탄성충돌,   충돌,   운동량보존 법칙,   초속도구하기,   탄성충돌,   실험,   운동량보존