1. 실험 제목 : 탄성 및 비탄성 충돌
2. 실험 목적 :
탄성충돌 실험과 비탄성충돌 실험을 통하여 에너지보존 법칙과 운동량보존 법칙을 이해한다.
3. 관련 이론 :
■ 충돌의 중류
물리학에서 얘기하는 충돌의 종류는 세 가지가 있다. 하나는 완전 비탄성충돌 이고, 또 하나는 완전 탄성충돌, 그리고 마지막으로 탄성충돌이 있다.
① 완전 비탄성 충돌(perfectly inelastic) : 진흙을 떠올리면 쉽게 이해할 수 있는데, 충돌 후 물체가 서로 붙어 한 몸이 되어 움직이는 것을 말한다.
② 탄성충돌(inelastic collision) : 위의 두 충돌방식이 아닌 일상적인 충돌의 형태 대부분을 가리킨다.
③ 완전 탄성충돌(elastic collision) : 이상적인 물체로 가까운 예로 당구공을 들 수 있는데, 당구공은 탄성이 커 충돌의 형태가 완전탄성 충돌과 매우 흡사하다. 가령 정지해 있는 당구공을 향해 다른 당구공이 가서 부딪히면 충돌한 당구공은 정지하고 정지해있던 당구공은 충돌한 공과 같은 속력으로 앞으로 나가게 되는 경우를 볼 수 있는데, 이 때가 완전탄성 충돌의 좋은 예로 에너지의 손실 없이 다음 물체에 그대로 전달해 주는 것을 말한다.
위와 같은 충돌의 형태는 충돌전과 충돌후의 운동에너지와 운동량을 통해 파악할 수 있는데,
물체 간의 상호작용 힘이 외부 힘보다 훨씬 커지면 외부 힘은 완전히 무시될 수 있고 두 물체는 고립계로 취급될 수 있다. 그러면 충돌에서 운동량은 보존되고 충돌 전후 운동량은 같은 값이 된다. 만일 자동차가 서로 충돌하였다면 이는 바닥의 마찰이나 공기저항에 비해 자동차 상호작용의 힘이 훨씬 큼으로 고립계로 볼 수 있으며, 이때 충돌 전후 운동량은 보존된다.
--]외부 힘이 무시되는 충돌에서는 어떠한 충돌이라도 운동량은 보존되어 총 운동량이 충돌 전후에 같고, 총 운동에너지는 오직 탄성 충돌에서만 충돌 전후에 서로 같다.
■ 완전 비탄성 충돌
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2014.09.26
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