물리와 실험 - 탄성과 비탄성충돌
1.실험제목
-탄성과 비탄성충돌
2.실험목적
-구슬과 진자 간의 충돌을 관찰하여 탄성충돌과 비탄성충돌이 일어날 때 역학적 에너지 보존법칙과 운동량 보존법칙이 어떻게 적용되는지 이해한다.
3.관련이론
1)초속도구하기
구슬의 초속도 v는
이다. 그러므로, 이 식에서 와 , , 을 알면 초기속도 를 알 수 있다.
2) 완전비탄성 충돌
구슬과 진자의 완전비탄성 충돌에서 충돌전의 계 전체의 운동에너지는
(1)
충돌 후의 진자의 에너지는
(2)
이다. 따라서 식(1)과 식(2)를 비교하여, 충돌 전후의 계 전체의 운동에 너지는
로 보존되지 않는 것을 알 수 있다.
3) 완전탄성충돌
구슬과 진자가 충돌하는 완전탄성충돌의 경우, 운동전후에 계 전체의 운동량과 운동에너지가 보존된다. 따라서
(3)
(4)
이다. 여기서,은 충돌 후 구슬의 속도이다. 식(11)과 식(12)에 의하여 진자 의 운동에너지는
임을 알 수 있다.
4.실험방법
1) 초속도측정
(1)진자의 아래쪽에 달려있는 질량추를 완전히 제거한다.
(2)진자의 각도측정 장치를 0도에 맞춘다.
(3)대포의 세기를 2단으로 맞춘다.
(4)진자 안에 구슬이 들어가도록 실험한다.
(5)측정된 각도를 기록한 후 식(5)를 이용하여 초속도 v를 계산한다.
(6)(1)에서 (5)의 과정을 3번 반복하여 초속도 v의 평균값을 구한다.
2) 완전비탄성충돌
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2015.03.24
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