충돌및운동량보존 결과보고서

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목차

l 실험 제목
l 실험 목적
l 이론 요약
l 실험장치 및 기구

본문내용

l 실험 제목
충돌 및 운동량 보존

l 실험 목적
충돌하는 두 물체의 운동을 통하여 선운동량이 보존됨을 확인하고 역학적인 에너지도 보존됨을 확인한다.

l 이론 요약
그림과 같이 속도 로 직 선 운동하고 있는 질량 인 물체 A가 속도 로 같은 직선 위를 운동하고 있는 질 량 인 물체 B에 충돌하여 속도가, 로 되었다 고 하자.
두 물체가 충돌하는 매우 짧 은 시간동안에 두 물체 사이 에 상호 작용하는 힘의 크기는 작용-반작용의 관계에 의해 서로 같다.
따라서 두 물체에 작용하는 충격량의 크기는 같고, 방향은 반대가 된다.

한편, 충격량은 운동량의 변화량과 같으므로
물체 A의 경우 : , 물체 B의 경우 :
가 되고, 이들 두 식을 더하여 정리하면


이 식의 좌변은 충돌 전 두 물체의 운동량이고, 우변은 충돌 후의 운동량의 합이다.
따라서, 두 물체가 충돌할 때 충돌 전후의 총 운동량은 같다. 일반적으로 두 개 이상의 물체들이 서로 작용할 때, 외력이 작용하지 않는 한 그 들의 총 운동량은 항상 일정하다.

이것을 운동량 보존의 법칙이라고 한다. 운동량 보존의 법칙은 두 물체사이에서 뿐만 아 니라 여러 물체 사이에서도 성립하는 일반적인 법칙이다. 또, 충돌의 경우뿐만 아니라 물 체가 폭발할 때나 두 물체가 충돌후에 한 덩어리로 되는 경우에도 운동량 보존의 법칙이 성립한다.

l 실험장치 및 기구
① 에어트랙(air track) / 압축공기 공급장치(air supply)
② 포토게이트 타이머(photogate timer) 2
③ 글라이더(glider) 2, 플래그(flag) 2, 범퍼(bumper with holder) 2
④ 기타(미터자, 받침목, 수평자)

참고 자료

http://maparam.net/physics/lab/v_motion/momentum/conserve.html
- 실험이론 참고
일반물리학실험(형설출판사, 저자:최석호 외 7인) p.42, 43
- 실험장치, 실험방법 참고