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기초전자 물리학실험 - 선운동량 보존, 충돌 및 저항력(역학3)
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기초전자 물리학실험 - 선운동량 보존, 충돌 및 저항력(역학3)
1. 실험제목 : 선운동량 보존, 충돌 및 저항력(역학3)
2.실험조건 : 온도 : 23°C 습도 : 60% 기압 : 1051.0hPa
날씨 : 매우 화창하고 약간은 더운 날씨
3. 실험목표
⑴ 운동량 및 운동량 보존법칙을 설명할 수 있다.
⑵ 에너지 보존법칙을 설명할 수 있다.
⑶ 공기점성에 의한 저항력을 설명할 수 있다.
(4) 자유낙하 물체의 공기저항에 의한 종단속도를 측정할 수 있다.
(5) 종단속도의 속도의존성을 측정할 수 있다.
4. 실험 배경
운동량(Momentum) : 운동하는 물체의 운동 정도를 나 타내는 척도로, 물체의 질량 m과 속도 v의 곱으로 정의한 다. 이를 식으로 나타내면 식 (5.1)과 같다.
m (5.1)
운동량은 벡터이며 크기와 방향을 갖는다. 그 크기 p=mv이고 방향은 속도의 방향과 같다.
운동량의 SI단위는 kgm/s 이다. 뒤에 나오는 각운동량과 구분하여 선운동량이라고 부르기도 한다.
운동량 보존 법칙 : 고립계에 있는 두 개 혹은 그 이상의 입자가 상호 작용할 때 이들의 전체운동량은 일정하다. 고립계의 총 운동량을 , 두 물체의 운동량을 , 라고 하면 운동량 보존법칙을 식 (5.2)로 나타낼 수 있다.
또 질량 인 두 물체가 충돌(collision)할 때 각 물체의 충돌 전과 충돌 후의 운동량을 각각 라고 하면 식 (5.3)이 성립한다.
(5.3)
이 운동량 보존법칙은 Newton 운동 제2법칙과 제3법칙을 적용하여 유도할 수 있다.
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2014.01.20
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