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[자연과학] 일반물리학實驗 보고서 - 선운동량 보존 법칙

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작성일 23-09-06 07:08

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④ 미끄럼대의 한쪽 끝에 있는 활차 발사기를 사용하여 활차 하나를 발사한다. 만약 활차가 한쪽 방향으로 움직이면 미끄럼대의 수평을 다시 조정하고 송풍기의 출력을 적당하게 조절한다. 발사기의 고무줄의 수축 정도를 조정하여 발사하는 힘의 크기를 조절한다.

實驗(실험) 1) 완전 탄성 충돌 - 질량이 같은 두 활차의 경우

① 포토게이트 계시기에 포토게이트 두 개가 설치되어 있는지 확인한다.

實驗(실험) 2) 완전 탄성 충돌 - 질량이 다른 두 활차의 경우 (무거운 활차에 힘을 가할 때)

① 활차의 질량과 속도판의 폭을 재고 기록한다. 속도를 계산할 때 활차가 움직이는 방향을 고려하여 (+) 또는 (-)부호를 표시한다.

③ 충돌 전후의 속도를 계산하고 상대오차를 구한다.

2. 實驗(실험)원리

운동량 는 물체의 질량 에 그 물체의 속도 를 곱한 양으로 定義(정이)된다 즉
로 나타내며, 벡터량으로서 속도와 같은 방향이다.

② 가벼운 활차를 미끄럼대의 중앙에 정지시키고 무거운 활차를 발사하여 충돌시킨 다음 충돌 전후 활차가 계시기를 지나는 데 걸리는 시간을 각각 측정(測定) 한다.

④ 활차 하나는 미끄럼대의 중앙에 정지시켜 두고, 다른 하나는 발사기로 발사를 하여 충돌시킨 다음 충돌 전후 활차가 계시기를 지나는 데 걸리는 시간을 각각 측정(測定) 한다.
설명

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실험과제/물리

1. 實驗(실험)목적

공기 미끄럼대를 이용하여 1차원 탄성 충돌과 비탄성 충돌 實驗(실험)을 하여 충돌 전후의 선운동량과 운동 에너지의 變化(변화)를 알아본다.

③ 포토게이트 계시기의 모드는 GATE 모드로 하고 RESET 버튼을 누른다. 질량의 차이가 생기면 테이프 등을 사용하여 미세한 질량 조절을 한다.

實驗(실험) 3) 완전 비탄성 충돌 實驗(실험)

①

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순서

다.

⑥ 각 實驗(실험)에서 활차의 초기 속도를 일정하게 유지하도록 한다.

② 송풍기를 켜고 활차를 미끄럼대의 가운데에 올려놓고 활차가 움직이는지 확인한다.

⑤ 충돌 전후의 속도를 계산하고, 상대오차를 구한다. 그리고 운동량 보존 법칙이란 고립계(즉, 계 내의 입자들은 서로 상호 작용하지만 계 외부와는 상호 작용하지 않는 계)의 총 운동량은 보존된다는 것이며, 다음과 같이 나타낼 수 있다
일정
따라서 입자들이 서로 충돌할 경우, 운동량 보존 법칙에 따라 충돌 전의 운동량의 합은 충돌 후의 운동량의 합과 같다.

③ 활차의 질량과 속도판의 폭을 재고 기록한다.

⑤ 활차에 결합된 속도판의 폭을 측정(測定) 하고 속도판이 포토게이트 계시기를 지나는 데 걸리는 시간을 측정(測定) 하여 활차의 속도를 계산한다.

② 질량이 같은 두 개의 활차를 준비한다. 이때 가하는 힘이 가능한 수평으로 작용하도록 하고, 포토게이트 계시기가 정상적으로 작동하는지 확인한다.

(1) 완전 탄성 충돌인 경우

일차원에서 정지()해 있는 한 물체에 다른 한 물체가 속도 으로 충돌하는 경우에 충돌 후 두 물체의 속도를 구해 보자. 그림 7-1과 같이 충돌한 후 물체 1과 물체 2의 속도가 각각 과 이 된다고 하면 완전 탄성 충돌의 경우 운동량과 운동 에너지가 모두 보존되므로

이 된다 두 식을 연립하면

이 된다 따라서 충돌 후 물체 2는 항상 양의 속도가 되지만 물체 1은 질…(생략(省略))

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