[A+][실험레포트][일반물리실험I] 4주차 - 폭발에서의 운동량 보존 / 충돌에서의 운동량 보존 결과레포트

목차

1. 실험목적
2. 데이터정리
3. 결과분석
4. 토의
5. 참고문헌

본문내용

1. 실험목적
: 서로 밀어내는 두 글라이더의 운동량 보존에 대해 알아본다.

3. 결과분석
실험에서 글라이더는 정지 상태에 있다가 서로를 밀어내어 알짜 힘이 0인 계이기 때문에, 전체 운동량은 보존되고 상호간에 방향만 반대이므로 계의 총 운동량은 0이 된다. 위의 식에서 글라이더의 나중 속력 비는 수레의 질량비의 역수와 같음을 알 수 있고, 이번 실험에서 측정한 시간은 같으므로 결국 거리의 비와도 직접적인 관계식을 가질 수 있다.

*질문
(1) 같은 질량과 같은 속력을 갖는 두 수레가 서로 충돌한 후 달라붙어서 멈추었다면 각 수레의 운동량은 어떻게 되었겠는가? 운동량은 보존되었는가?

이번 실험에서 완전 비탄성 충돌의 [A-경우2]와 동일한 상황이라 생각하면 되겠다. 두 글라이더의 충돌에 있어서 계에 대한 총 운동량 p는 탄성이든 비탄성이든 항상 보존된다. 물론 각 수레에 대한 대상으로써 분석을 한다면 한 수레가 운동량이 감소한다고 할 때, 다른 한 수레는 운동량이 증가할 것이다. 다만 각 수레의 운동량 증감의 크기는 같을 것이고, 방향이 반대이기에 부호가 반대일 것이다. 다시 말해 총 운동량 p는 0이 된다.

(2) 같은 질량과 같은 속력을 갖는 두 수레가 서로 충돌한 후 탄성적으로 튕겨져 나갔다면 수레의 나중 총 운동량은 얼마인가?

이번 실험에서 탄성 충돌의 [A-경우2]와 동일한 상황이라 생각하면 되겠다. 마찬가지로 계에 대한 총 운동량 P는 항상 보존된다. 위의 결과분석에서 수식으로 표현하였듯이 충돌 후 서로 간에 속도만 바뀔 뿐 계의 총 운동량의 측면에서는 시작점의 총 운동량의 합과 충돌 후 총 운동량의 합은 동일해야한다.

4. 토의
[실험 4-1]에서는 총 운동량이 0이 되는 상황을 통해 거리의 비와 질량비의 관계를 이용한 운동량 보존에 대해 알아보았고, [실험 4-2]에서는 다양한 상황을 가정하여 두 물체간의 운동량 변화 양상과 총 운동량의 합은 보존됨을 알 수 있었다.

참고 자료

일반물리학실험 매뉴얼
위키피디아, “뉴턴의 제 3법칙”,
https://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%89%B4%ED%84%B4_%EC%9A%B4%EB%8F%99_%EB
%B2%95%EC%B9%99#%EC%A0%9C3%EB%B2%95%EC%B9%99:_%EC%9E%91%EC%9A
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