[물리학 및 실험]
충돌 및 운동량 보존
1.실험제목
충돌 및 운동량 보존
2.실험목적
탄성충돌 실험과 비탄성충돌 실험을 통하여 에너지보존 법칙과 운동량보존 법칙을 이해한다.
3.실험이론
1)반발계수 : 두 물체의 충돌 전의 가까워지는 속력과 충돌 후의 멀어지는 속력의 비를 말한다.
두 물체가 속력 로 운동하다가 충돌한 뒤 속력이 로 되었다고 할 때 반발계수 를 구하면
( - 부호가 붙은 것은 충돌 후 상대속도의 방향이 바뀌기 때문이다. )
반발계수 는 의 값을 갖는다.
(단. 여기서 말하는 가까워지는 속력과 멀어지는 속력은 상대속도를 말한다. 가까워지는 속력은 충돌 전의 상대속도 값으로 이고, 멀어지는 속력은 충돌 후의 상대속도 값으로 이다.)
반발계수는 충돌 전의 가까워지는 속도나 물체의 질량과는 상관없고 물체를 구성하는 물질에 따라 결정된다.
2)충돌의 종류
(반발계수의 값에 관계없이 운동량은 보존된다.)
ⓐ 완전 탄성 충돌 : 반발계수가 1인 경우를 말한다. 이 때에는 운동량 보존뿐만 아니라 운동 에너지도 보존된다.
이 경우에 두 물체의 질량이 같으면 두 물체의 속도는 교환된다.
ⓑ 비탄성 충돌 : 반발계수의 값이 일 때를 말한다. 의 값이 의 값보다 작다. 운동 에너지의 일부는 다른 형태의 에너지, 소리에너지나 열에너지로 변한다.
ⓒ 완전 비탄성 충돌 : 반발계수의 값이 0일 때를 말한다. 충돌 후 두 물체는 하나가 돼서
운동한다. 손실되는 운동 에너지는 소리·열에너지로 바뀐다.
[탄성충돌]
두 물체가 충돌하는 계의 전체 운동에너지가 변하지 않는다면 운동에너지가 보존되고, 이러한 충돌을 탄성충돌이라고 한다.
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2013.05.01
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