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[자연과학][일반물리학 실험] 충돌 및 운동량보존

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작성일18-03-09 00:41

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그림과 같이 수평면 위를 운동하고 있는 질량 ,속도 인 공A가 정지하고 있는 질량 인 공 B에 충돌하여 충돌후 속도가 로 되었다고 하자.

공 A의 경우
공 B의 경우

두 물체가 받은 충격량의 크기는 같기 때문에 양변을 정리(arrangement)하면 다음의 식이 유도된다

〓일정
따라서 충돌 전 두 물체의 운동량의 합은 충돌 후 두 물체...

[일반물리학 실험] 충돌 및 운동량보존

1. 실험제목 : 충돌 및 운동량보존

2. 실험목적 :충돌하는 두 물체의 운동을 통하여 선운동량이 보존됨을 확인하고 역학적인 에너지도 보존됨을 확인한다. 충돌 시에도 운동량은 보존된다 두 물체의 질량을 m1, m2, 충돌 전의 속도를 , 충돌 후의 속도를 , 라고 하면 다음의 식이 성립한다.
⑥ 오른편의 글라이더 2를 두 포토게이트의 중간에 위치시키고 왼편의 글라이더 1을 글라이더 2쪽으로 민다. 만약 e 〓 1인 경우의 충돌은 탄성 충돌이라고 부르고, 이 때에는 운동 에너지 보존 법칙, 즉



이 성립한다.
1차원 상의 탄성 충돌일 경우에는 두 물체의 속도는 다음과 같다.).
④ 두 글라이더의 질량 m₁과 m₂를 측정(measurement)한다(장착한 플래그의 질량이 글라이더의 질량에 비해 매우 가벼우면 무시할 수 있다. 이때에는 충
돌한 두 물체가 같이 붙어서 움직인다. 운동량(P)〓질량(m)속도(v)이다.
⑧ 두 글라이더에 무게를 더 추가하여 각각의 무게에 다라 운동량이 보존 되는지에 대하여 측정(measurement)한다.
3. 관련이론(理論) :
운동량은 물체의 질량에 속도를 곱한 것으로, 벡터량이다.
⑦ 글라이더 2가 오른편의 포토게이트를 지날 때의 속도를 구하여 운동량이 보존되는지에 대하여 알아본다.).
②…(省略) 포토게이트와 글라이더를 설치한다. 운동량(P)〓질량(m)속도(v)이다.
질점들로 이루어진 물리계의 운동을 생각해 보자. 물리 계의 전체 운동량은 계를 이루는 질점 각각의 운동량을 모두 벡터합 한 것으로 계에 작용하는 외력의 벡터 합이 0이면 계의 전체 운동량은 시간에 따라 변하지 않고 일정하다.만약 외부에서 힘이 가해지지 않는다면, 그 계의 운동량의 합은 일정하다.

e `1인 경우는 비탄성 충돌이라고 하고, 특히 e 〓 0인 경우는 완전 비탄성 충돌이라고 부른다.

5. 실험결과

포토게이트를 통과하는 물체의 길이
충돌 전 글라이더가 포토게이트를 통과한 시간
충돌 후 글라이더가 포토게이트를 통과한 시간
충돌 전 글라이더의 속도
충돌 후 글라이더의 속도
충돌 전 글라이더의 운동량
충돌 후 글라이더의 운동량

A. 정지해 있는 에 움직이는 이 충돌하는 경우

0.099m

0.099m

0.21 kg

0.212 kg

횟수
오차(%)
1
0.0712
0
0
0.0784
1.3904
0
0
1.2628
0.2920
0.2677
8.3188
2
0.0723
0
0
0.078
1.3693
0
0
1.2692
0.2876
0.2691
6.4249
3
0.0652
0
0
0.0717
1.5184
0
0
1.3808
0.3189
0.2927
8.1995
4
0.0872
0
0
0.0926
1.1353
0
0
1.0691
0.2384
0.2267
4.9347
5
0.0469
0
0
0.0545







다.
그림과 같이 수평면 위를 운동하고 있는 질량 ,속도 인 공A가 정지하고 있는 질량 인 공 B에 충돌하여 충돌후 속도가 로 되었다고 하자.

공 A의 경우
공 B의 경우

두 물체가 받은 충격량의 크기는 같기 때문에 양변을 정리(arrangement)하면 다음의 식이 유도된다

〓일정
따라서 충돌 전 두 물체의 운동량의 합은 충돌 후 두 물체의 운동량의 합과 같다.

f

이 때 e 〓 - / - 를 반발 계수라고 부르고, 0 이상 1 이하의 값을 가진다.
⑨ 글라이더 2가 정지한 경우가 아니고 같이 반대방향으로 움직이는 경우의 실험을 하여보자. 이 경우는 두 글라이더가 포토게이트의 사이에서 충돌하도록 하여야 한다.
③ 글라이더에 플래그와 범퍼를 장착한다(이때 범퍼는 글라이더를 탄성충돌을 시키기 위한 장치이다.

4. 실험과정
① 에어트랙을 정밀하게 수평으로 맞춘다(에어트랙의 수평 정도는 실험값에 영향을 미치는 요소의 하나이므로 주의한다.
3. 관련이론(理論) :
운동량은 물체의 질량에 속도를 곱한 것으로, 벡터량이다.
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실험결과/물리
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[일반물리학 실험] 충돌 및 운동량보존

1. 실험제목 : 충돌 및 운동량보존

2. 실험목적 :충돌하는 두 물체의 운동을 통하여 선운동량이 보존됨을 확인하고 역학적인 에너지도 보존됨을 확인한다. 이것은 뉴턴의 관성의 법칙에 따른 것이다.).
⑤ 두 포토게이트를 gate 모드로 놓는다.
질점들로 이루어진 물리계의 운동을 생각해 보자. 물리 계의 전체 운동량은 계를 이루는 질점 각각의 운동량을 모두 벡터합 한 것으로 계에 작용하는 외력의 벡터 합이 0이면 계의 전체 운동량은 시간에 따라 변하지 않고 일정하다.

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