[일반물리학실험]충돌-충격량과 운동량

소개글

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목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론 및 원리
3. 실험 방법
4. 실험 결과
5. 토의 사항

본문내용

1. 실험 목적
1.1. 운동량과 충격량의 관계를 이해한다.
1.2. 경사각과 출발위치의 변화에 따른 충격량과 운동량 변화를 이해한다.
1.3. 급격한 충돌과 완충된 충돌에서의 힘과 시간의 관계를 이해한다.

2. 실험 이론 및 원리
2.1. 실험 배경
운동량은 물체의 질량과 속도에 의존하며, 속도 v로 움직이는 질량 m인 물체의 선운동량 p는 다음과 같이 구할 수 있다.

충격량은 한 물체에 일정한 힘 F를 작용하며 그 물체의 운동 상태를 바꿀 때 일정시간 동안 물체에 가해진 충격의 정도를 나타내며, 가해진 힘(충격력)과 그 힘이 작용한 시간(t)의 곱으로 구할 수 있다.

뉴턴의 제2법칙으로부터 물체의 운동량의 시간변화율(△t)은 그 물체에 작용한 일정한 알짜힘(F)과 같다는 것을 알 수 있다.

따라서 물체의 운동량(p) 변화는 충격량(I)과 같음도 알 수 있다.

물체의 운동량에 있어서의 변화는 두 가지 방법으로 계산될 수 있다.
2.1.1. 충돌 이전의 속도()와 충돌 이후의 속도()를 이용하는 방법

2.1.2. 알짜힘과 충격의 시간을 이용하는 방법

3. 실험 방법
3.1. 실험 과정
3.1.1. Pasco 550 Universal Interface와 컴퓨터를 연결하고 전원을 켠다.
3.1.2. 컴퓨터 바탕화면에서 Pasco Capstone를 실행시킨다.
3.1.3. Capstone의 왼쪽 상단의 장치 도구에서 하드웨어 설정 창을 열고 하드웨어 설정 창 안의 Pasco 550 Universal Interface 그림의 디지털 채널 1을 운동 센서로 선택하고 아날로그 채널 A를 힘 센서로 선택한다.
3.1.4. 운동량은 실시간으로 얻어진 속도 값을 통하여 계산 된다. 이를 위하여 아래의 과정대로 계산기를 설정하라.
① Capstone의 계산기(Calculator)을 열어라.
② 계산기에 다음 수식을 입력하라 “ Momentum=mass* ”
③ 계산기 아래의 데이터 아이콘을 클릭한 후 속도(Velocity)를 선택하라.
④ 수식 입력이 완료 되었으면 enter key를 눌러라.
⑤ 수식의 아래의 mass라는 상수 값을 정의하라고 ‘mass=’와 같이 나타 날 것이다. 이때 mass의 값은 카트의 질량이다.

참고 자료

없음