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달려있는 추를 각각 50g, 100g 을 추가하고 실험을
반복한다.
* 측정된 결과를 분석하여, 운동량의 보존, 에너지 보존 등을 각각 비교하여 본다.
5. 실험결과
<탄성과 비탄성충돌>
= 진자가 올라간 각도
(구슬의 질량) = 16g (진자의 질량) = 50g
(
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01998
오차
15
14
17
15
17
44.7%
(6) 분석 및 토의
- 원래 탄성과 비탄성충돌 실험을 할 때는 무게가 무거울수록 오차의 크기가 줄어든다. 이번 실험에 있어서도 비탄성충돌 실험의 경우 무게가 무거워질수록 오차가 줄어들었고 100g의 경우 오차가 0%
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구르기 때문에 공의 경로는 물론 속도에도 영향을 미치게 된다. 선운동량에서는 경로와 속도, 운동에너지의 경우는 속도를 변화 시키므로 설명이 불가능 한 것이다. 1. 탄성충돌
2. 실험 결과
3. 결과 분석
4. 오차및 원인
5. 결론 및 토의
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1. 실험 제목
에어테이블을 이용한 2차원 충돌 실험
2. 실험 목표
마찰이 거의 없는 판 위에서 두 입자를 충돌시켜 2차원 충돌 과정에서의 계의 운동량이 보존을 확인하고 에너지의 변화를 살펴본다.
3. 실험 방법
● 에어테이블을 이용하
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와 같은 비탄성충돌 실험에서도 충돌전후에 계 전체의 운동량은 보존된다.
(1)
구슬과 진자의 완전비탄성 충돌에서 충돌전의 계 전체의 운동에너지는
(6)
이고, 충돌후의 계 전체의 운동에너지는
(7)
이다. 이때, 운동량 보존 법칙에 따라서
(8
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실험b의 경우, 활차의 운동량과 역학적 에너지가 보존되는 완전 탄성 충돌로써 충돌 전 속도와 충돌 후 속도가 같아야 한다. 그러나 실험a와 실험b의 경우 V1이 V‘1(V’2)보다 크고 실험a의 상대오차가 5~10%, 실험b의 상대오차가 3~8%이므로 완전
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76
37˚
37˚
36˚
36.6˚
1
2
3
평균
0.128475
0.104154
29˚
29˚
27˚
28.3˚
C. 완전탄성충돌
이론값
실험값
1
2
3
평균
0.520851
0.232651
68˚
68˚
68˚
68˚
1
2
3
평균
0.457811
0.19081
51˚
50˚
50˚
50.3˚
1
2
3
평균
0.40519
0.13806
37˚
37˚
38˚
37.3˚
5.분석 및 토의
이번 실험은 완
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있다. 특히 완전 비탄성충돌 실험은 원래 역학적에너지가 보존되지 않는다. 완전 비탄성충돌 실험의 경우 충돌 후 에너지 손실률은 다음의 식을 통해 구할 수 있다.
()
이 식으로 구한 결과 평균 60.024%의 손실률을 갖는다는 것을 알 수 있다.
6.
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8
0.0129
14
13
14
15
14
14.0
실험3) 탄성충돌
5.376
이론값
실험값
횟수
1
2
3
4
5
평균
0.1807
0.0748
63
63
64
64
63
63.4
횟수
1
2
3
4
5
평균
0.1174
0.0423
29
28
29
29
28
28.6
횟수
1
2
3
4
5
평균
0.0861
0.0277
18
18
17
19
19
18.2
6. 실험 분석 및 토의
이번 탄성 및 비탄성
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탄성충돌이다.
①
②
으로 위 실험은 탄성충돌을 하지 않는다. 따라서 운동에너지 으로 손실 에너지를 구하면,
(3) 식 (6)을 활용해 식 (7)을 증명해야한다.
, 으로 운동에너지는 보존되지 않는다.
이번실험은 2차원 충돌장치를 이용하여 선운
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