선운동량 보존법칙
1. 목적
두 개의 쇠공을 충돌시켜 충돌 전후의 속력을 측정함으로써 충돌 전후의 선운동량을 비교하여 선운동량 보존법칙을 이해한다.
2. 기구
2차원 충돌장치, 질량이 같은 쇠공 2개, 수직기, 클램프, 갱지와 먹지, 자와 각도기, Vernier Caliper
3. 이론
정지하고 있는 질량 인 입자에 질량 인 입자가 속도 으로 충돌하면 이 두 입자는 충돌 후 다음과 같이 운동한다.
이 충돌에서 외력은 0이므로 선운동량은 보존된다. 즉,
(1)
이다. 식 (1)을 입사방향을 축, 이와 직각방향을 축으로 하는 좌표계에서 성분으로 표시하면
(2)
이다. 또 이 충돌이 탄성충돌이라면 충돌 전후의 계의 운동에너지가 보존되어야 하므로
(3)
이다.
만약, 입사입자 과 표적입자 의 질량이 같다면( = ) 식 (3)은
(4)
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2013.05.08
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