충돌 - 충격과 운동량

소개글

1. 실험목적

물체의 충돌을 통해 운동량의 변화와 충격량을 측정하여 ‘충격량-운동량 정리’를 알아본다.

목차

1. 실험목적
2. 실험이론
3. 실험기구 및 장치
4. 실험방법
5. 질문사항
6. 결과및 토의

본문내용

6. 질문사항

(1)‘운동량-충격량 정리’가 성립하는가? 위 실험 결과에서 운동량의 변화량과 충격량이 어떠한 관계가 있는지 ‘실험 이론’의 내용과 ‘실험 결과’를 토대로 비교하여 설명하시오.
- 마찰이나 공기저항이 없는 경우에는 운동량-충격량 정리가 한다. 그러므로 이론적으로는 운동량의 변화량과 충격량은 같다. 그러나 실험을 할 때는 마찰이나 공기저항이 존재하기 때문에 운동량의 변화량과 충격량에는 조금 차이가 생길 수밖에 없다.

(2) 단단한 물체와의 충돌과 부드러운 물체와의 충돌에서 충격력과 충돌시간을 비교하여라.
- 두 경우의 운동량의 변화량, 즉 충격량은 같다. 그러나 부드러운 물체와 충돌한 경우, 힘이 작용하는 시간 는 단단한 물체와 충돌한 경우보다 더 길다. 따라서 가 같을 때 가 크면 는 작아지므로 부드러운 물체와 충돌한 경우가 단단한 물체와 충돌한 경우보다 더 작은 힘을 받게 된다. 물체에 가해진 충격량이 같더라도 물체 사이의 접촉 시간이 길어지면 충격력의 크기는 작아진다는 것이다.

(3) 위의 비교를 응용하여, 차량의 에어백이 정면충돌 시 탑승자가 다치는 것을 어떻게 막을 수 잇는지를 설명해 보아라.
- 빠른 속도로 달리던 자동차가 다른 물체와 충돌하면 관성에 의해 차 안의 사람은 앞으로 밀리게 된다. 안전벨트로 앞으로 밀리는 현상을 막아보지만 사람의 머리나 상체를 보호하는 데 한계가 있다. 이를 보완해 주는 에어백은 충돌 시간을 길게 하여 우리 몸에 가해지는 충격력을 완화시킴으로써 부상의 위험이나 정도를 감소시킨다.

(4) 위의 경우와 같이 실생활에서 찾아볼 수 있는 예는 무엇이 있는가?
- 힘이 작용한 시간을 길게 하여 충격력을 작게 하는 예
① 공을 잡을 때 손을 뒤로 빼면서 잡는 경우
② 높은 곳에서 뛰어내릴 때 무릎을 구부리는 경우
③ 높은 곳에서 떨어질 때 사용하는 매트리스
④ 유도 선수들이 바닥에 떨어질 때 어깨, 옆구리, 엉덩이, 무릎, 발 등을 연속적으로 바닥과 충돌시키는 낙법
⑤ 탄성이 좋아서 잘 늘어나는 줄을 번지 점프에 사용하는 경우

참고 자료

일반물리학실험