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[자연과학] 일반물리학test(실험) 보고서 - 선운동량 보존 법칙

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작성일 23-01-21 04:30

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③ 활차의 질량과 속도판의 폭을 재고 기록한다.

(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 된다된다. 몇 순서 예비 실험을 한 후 실험을 한다.

⑥ 각 실험에서 활차의 초기 속도를 일정하게 유지하도록 한다.

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

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

① 활차의 질량과 속도판의 폭을 재고 기록한다. 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 있따
일정
따라서 입자들이 서로 충돌할 경우, 운동량 보존 법칙에 따라 충돌 전의 운동량의 합은 충돌 후의 운동량의 합과 같다.

2. 실험원리

운동량 는 물체의 질량 에 그 물체의 속도 를 곱한 양으로 정이된다된다. 속도를 계산할 때 활차가 움직이는 방향을 고려하여 (+) 또는 (-)부호를 표시한다. 따라서 충돌 후 물체 2는 항상 양의 속도가 되지만 물체 1은 질…(생략(省略))

4. 실험방법

① 공기 미끄럼대에 송풍기를 연결하고 수평계를 사용하여 미끄럼대가 수평이 되도록 조절나사를 조정한다.

② 송풍기를 켜고 활차를 미끄럼대의 가운데에 올려놓고 활차가 움직이는지 확인한다.

③ 충돌 전후의 속도를 계산하고 상대오차를 구한다.

② 질량이 같은 두 개의 활차를 준비한다.

② 가벼운 활차를 미끄럼대의 중앙에 정지시키고 무거운 활차를 발사하여 충돌시킨 다음 충돌 전후 활차가 계시기를 지나는 데 걸리는 시간을 각각 측정(測定) 한다. 만약 활차가 한쪽 방향으로 움직이면 미끄럼대의 수평을 다시 조정하고 송풍기의 출력을 적당하게 조절한다.

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. 두 식을 연립하면 이 된다된다. 즉
로 나타내며, 벡터량으로서 속도와 같은 방향이다. 질량의 차이가 생기면 테이프 등을 사용하여 미세한 질량 조절을 한다. 발사기의 고무줄의 수축 정도를 조정하여 발사하는 힘의 크기를 조절한다.

③ 포토게이트 계시기의 모드는 GATE 모드로 하고 RESET 버튼을 누른다.

⑤ 충돌 전후의 속도를 계산하고, 상대오차를 구한다. 이때 가하는 힘이 가능한 수평으로 작용하도록 하고, 포토게이트 계시기가 정상적으로 작동하는지 확인한다.

④ 미끄럼대의 한쪽 끝에 있는 활차 발사기를 사용하여 활차 하나를 발사한다.

실험 3) 완전 비탄성 충돌 실험

①

설명

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다.

실험 1) 완전 탄성 충돌 - 질량이 같은 두 활차의 경우

① 포토게이트 계시기에 포토게이트 두 개가 설치되어 있는지 확인한다.

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순서

실험과제/물리

1. 실험목적

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

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