선운동량보존법칙

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부산대학교 일반물리학실험 예비보고서입니다

목차

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본문내용

1. 실험목적공기 미끄럼대를 이용하여 1차원 탄성충돌과 비탄성 충돌 실험을 하고, 충돌 전후의 선운동량이 보존됨을 확인하고, 두 물체의 충돌 전후의 속력을 측정함으로써 선운동량과 운동에너지의 변화를 알아본다.2. 실험원리

정지하고 있는 질량 인 물체에 질량 인 물체가 속도 으로 충돌하면 이 두 물체는 충돌 후 위와 같이 운동한다. 이때의 운동량은 충돌 전후에 보존되는데 이를 식으로 나타내면, 이 된다. 그리고 충돌 할 때 이 계와 외부와의 에너지 출입이 없다고 가정하면 이 계의 선운동량은 보존되므로 이다.
이 충돌이 탄성충돌이라면 충돌 전후의 계의 운동에너지가 보존되어야 하므로 다음과 같은 식이 성립한다.
이 식과 운동량 보존식을 연결해서 정리하면


이 된다. 즉, 탄성충돌의 경우 물체 a와 b의 질량에 따라 속도가 변하는 것이다.
반면 비탄성 충돌의 경우, 물체 a와 b가 충돌 후 붙어서 운동하는 경우이기 때문에 충돌 후의 두 물체의 속도는 같다. 충돌 후의 두 물체의 속도를 라고 했을 때, 이 경우의 운동량은 보존되나 운동에너지는 보존이 되지 않는다. 운동량 보존법칙에 의하면
가 된다.

참고 자료

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