탄동진자 레포트

목차

1.목적
2. 이론
3. 실험 도구
4. 실험 방법

본문내용

1.목적

1) 공을 수평으로 발사한 다음 발사 장치의 사정거리와 높이를 측정하여 그 초기 속도를 구한다.
2) 공을 탁자에서 수평으로 발사했을 때, 공이 이동하는 수평 거리와 공이 떨어지는 수직 거리 간의 관계를 알아본다.

2. 이론

탄동 진자는 포물체의 속도를 구하는 고전적인 방식이며, 또한 몇몇 물리학의 기본 원리를 보여주는 좋은 증거이다. 진자에 공을 발사하면 진자가 어느 정도 올라가는데, 진자가 도달하는 높이로부터 위치에너지를 계산할 수 있다. 이 위치에너지는, 진자가 공에 부딪힌 직후, 진폭 바닥 부분에서의 진자의 운동에너지와 동일하다.
공과 진자의 충돌은 비탄성이고, 비탄성충돌에서 운동에너지는 보존되지 않으므로, 충돌 후 진자의 운동에너지와 진동을 시작하기 전 공의 운동 에너지가 완전히 동일하다고 할 수는 없다. 그러나 모든 형태의 충돌에서 운동량은 보존 되므로, 충돌 전 공의 운동량은 충돌 후 진자의 운동량과 같다는 사실을 알 수 있다. 이를 통해 공의 운동량과 질량만 알면, 초기속도를 구할 수 있다.
공의 속도를 계산하는 방법에는 두 가지가 있다. 첫 번째 방법(근사법: approximate
method)에서는 진자와 공이 함께 질량 중심에 위치한 점 질량(point mass)으로 작용한다고 가정한다. 이 방법은 회전 관성을 고려하지 않는다. 두 번째 방법보다는 빠르고 쉽지만, 정확도가 떨어진다.
두 번째 방법(정밀법: exact method)은 진자의 실제 회전 관성을 이용한다. 방정식은 조금 더 복잡하고, 진자의 관성 운동량을 찾기 위해 더 많은 데이터가 필요하지만, 일반적으로 그 결과는 더 정확하다.

참고 자료

없음