물리학실험 - 2차원 충돌에 의한 선운동 보존의 법칙
1.실험목적
두 개의 쇠공을 충돌 전후의 속력을 측정함으로써 충돌 전후의 선운동량을 비교하여 선운동량 보존법칙을 이해한다.
2.기본 원리
정지하고 있는 질량 인 입자에 질량 인 입자가 속도 으로 충돌하면 이 두 입자는 충돌 후 그림 1 과 같이 운동한다.
이 충돌에서 외력은 0이므로 선운동량은 보존된다. 즉,
+0=+ (1)
이다. 식 (1)을 입사방향을 x축, 이와 직각방향을 y축으로 하는 좌표계에서 성분으로 표시하면
x성분: =+
y성분:0=- (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)
이 되어, 충돌 후 두 입자의 진행방향은 직각을 이루게 된다. 즉,
+= (5)
이다.
3.실험기구
*2차원 충돌장치 *갱지와 먹지
*클램프 *줄자와 각도기
*질량이 같은 쇠구슬 2개 *Vernier Caliper
*수직기
4.실험방법
① 2차원 충돌장치를 실험대 끝에 클램프로 고정하고, 수직기, 갱지, 먹지를 놓고 장치한다.
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2013.12.26
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