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물리와 실험 - 운동량 보존
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물리와 실험 - 운동량 보존
1.실험제목
-운동량 보존
2.실험목적
-운동하는 두 물체(글라이더)가 충돌 전후로 전체 선운동량이 보존됨을 확인한다.
3.관련이론
-어떤 물체가 충돌 시 외부에서 다른 힘이 작용하지 않으면 운동량이 보존된다는 원리를 운동량 보존이라 한다.
pi = m1v1i + m2v2i = m1v1f + m2v2f = pf
위의 두 속도는 충돌 이전과 충돌 후의 속도 이다. 이 실험에서는 두 물체의 운동량이 보존된다는 것을 알 수 있을 것이다.
P=p1+p2+p3……=m1v1+m2v2+m3v3……=Mvcm
뉴턴의 제2법칙은 Fext=Macm(Fext는 계에 작용하는 모든 외력의 벡터의 합)이고 위의 식을 시간에 따라서 미분하면 dP/dt=Mdvcm/dt=Macm 이고, 뉴턴의 제2법칙과 비교하면 dP/dt=Fext이 된다.
계에 작용하는 외력의 합이 0이라면 그 계의 총 선운동량은 일정하게 유지된다.
dP/dt=0 즉, P=일정
4.실험방법
-에어트랙을 수평으로 맞춘다.
-포토게이트와 에어트랙과 글라이더를 설치한다.
-글라이더에 플래그와 범퍼를 장착한다.(범퍼는 글라이더를 탄성충돌을 시키기 위한 장치이다.)
-글라이더의 질량 m1과 m2를 측정한다.
-두 포토게이트를 gate 모드로 놓는다.
-글라이더2를 포토게이트 중간에 위치시키고 글라이더1을 글라이더2쪽으로 민다.
-글라이더 2가 오른편의 포토게이트를 지날 때의 속도를 구하여 운동량이 보존되는지에 대해 알아본다.
-두 글라이더에 무게를 더 추가하여 각각의 무게에 따라 운동량이 보존되는지에 대하여 측정한다.
5.실험결과
* 포토게이트를 통과하는 물체의 길이
* 충돌 전 글라이더가 포토게이트를 통과한 시간
* 충돌 후 글라이더가 포토게이트를 통과한 시간
* 충돌 전 글라이더의 속도
* 충돌 후 글라이더의 속도
* 충돌 전 글라이더의 운동량
* 충돌 후 글라이더의 운동량
A. 정지해 있는 에 움직이는 이 충돌하는 경우
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2015.03.24
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