아주대 물리학실험1 A+ 운동량 변화량과 충격량 보고서

목차

1. 측정값
2. 결과
3. 토의

본문내용

2. 실험과정 및 결과에 대한 토의
이번 실험시간에는 수레의 충돌을 통해 식이 성립함을 확인하고 충돌시간을 다르게 하여 충돌시간과 힘의 크기의 관계에 대해 알아보았다. 그리고 두 수레를 충돌시켜 두 수레가 같은 시간에 각각 크기가 같고 방향이 반대인 힘을 받는지를 조사하여 작용반작용 법칙을 확인해보았다.
실험 1은 이 성립하는지 확인하는 실험이었다. 센서를 이용해 계산한 값은 –0.372N*s이었다. 시간-힘 데이터를 이용하여 구한 적분 값은 0.333N*s이었다. 이론상으로 운동량의 변화량과 힘의 적분 값은 일치해야 한다. 하지만 두 값은 일치하지 않았다. 오차 백분율을 구해보니 5.33%이다. 오차가 발생한 이유는 첫 번째로 트랙의 수평이다. 트랙의 수평이 매우 중요한데 이 수평이 제대로 맞추어지지 않았다면 실험 결과에 매우 큰 영향을 준다. 오른쪽과 왼쪽의 가속도의 크기를 똑같이 맞추어야 한다. 이 과정에서 오차가 발생했을 수 있다. 두 번째로 충격량을 계산할 때, 사다리꼴을 면적의 합으로 계산했다. 사다리꼴의 넓이의 총합은 실제 면적보다 더 작기 때문에 여기서 충격량 값에 오차가 발생한다. 오차 원인으로 수평과 사다리꼴 면적으로 꼽을 수 있다.
실험 2는 두 수레를 서로 충돌시킨 후 두 수레가 같은 시간동안 받는 힘의 크기와 방향을 알아보았다. 두 수레가 받는 힘의 크기와 방향을 통해 뉴턴의 제 3법칙 작용반작용 법칙이 성립하는지 알아보았다. 실험 2의 첫 번째 그래프를 살펴보면 X축을 기준으로 F1 과 F2 그래프가 서로 대칭인 것을 볼 수 있었다. 또 Excel을 이용해 그린 그래프를 보면 두 그래프가 일치하는 것을 알 수 있었다. 따라서 두 물체가 충돌할 때 힘의 크기는 같지만 방향이 반대인 작용반작용이 잘 적용된 것을 볼 수 있었다.
실험 3은 경사면에서 3종류의 범퍼를 장착한 수레를 각각 충돌시켰다. 그 결과 충돌 시간을 따른 힘의 크기의 관계에 대해 알아보았다.

참고 자료

없음