아주대학교 물리학실험1 실험 6. 충격량, 뉴턴 제 3법칙 결과보고서(A+)

목차

1. 측정
2. 데이터 분석
3. 결과 및 토의
4. 참고문헌

본문내용

질문 1. 실험 1에서 운동량 변화량과 힘을 적분한 값은 일치하는가?

A: 실험 1에서 운동량의 변화량은 0.35 이고 힘을 적분한 값은 0.3058 으로 약 13%의 오차율을 보인다. 정확히 일치하지는 않지만 두 값 사이에 큰 오차가 발생하지는 않았음을 확인하여 어느정도 일치하는 것으로 확인할 수 있다.

질문 2. 충돌 전 또는 충돌 후의 속도 대 시간의 데이터에서 수레와 트랙의 마찰계수를 구할 수 있는가?

A: 충돌 전·후 운동량은 보존하고, 수레가 운동하는 과정에서 계속 마찰력이 작용했을 것이므로 탄성충돌을 한다고 가정하면 충돌 전과 후의 운동에너지의 변화량이 곧 마찰력이 한 일과 같다. 이 일·에너지 정리를 이용해서 를 구하고, 이 식에 이동거리()와 수직항력()를 대입하고 계산하면 마찰계수를 구할 수 있을 것이다.

질문 3. 실험 2의 8항에서 구한 그래프에서 센서 A의 값에 충돌 후 잡음이 있는(상하로 진동하는) 원인은 무엇인가?

A: 충돌 후에 수레가 되돌아가는 과정에서 바퀴에 이물질이 껴서 속도에 영향을 줬을 수도 있고, 충돌의 강도가 강해 그 여파가 수레에 남아서 부드럽게 이동하지 못하고 덜컹거리며 이동하는 등의 다양한 원인 추정이 가능하지만, 가장 이상적인 원인으로는 두 수레가 충돌할 때 용수철이 압축되고 용수철이 다시 복원될 때 탄성에너지가 방출되면서 잡음이 생겼을 것이라고 생각한다.

질문 4. 실험 2에서 과 , 과 의 그래프를 사용하여 이 실험의 오차범위 내에서 목적이 달성되었는지를 토의하시오.

A: 차이를 알아보기 위해 실험 2의 과 -의 그래프를 비교해본 결과, 그래프의 모습이 서로 거의 일치하였으므로 이 실험은 오차범위 내에서 목적이 달성되었다고 할 수 있다.

질문 5. 실험 3에서 충돌시간을 측정할 때에는 힘 대 시간의 그래프에서 측정하여야 한다. 속도 대 시간의 그래프에서 측정하는 것이 적절하지 않은 이유는?

참고 자료

제12판 물리학실험, 아주대학교, 아주대학교 출판부, p.61 ~ 71