이차원충돌실험

소개글

"이차원충돌실험"에 대한 내용입니다.

목차

1. 실험제목
2. 실험목적
3. 실험이론
4. 관찰 및 결과
5. 분석 및 토의
6. 결론
7. 참고문헌

본문내용

1. 실험제목

이차원 충돌 실험

2. 실험목적

두 물체의 충돌에 있어 충돌 전과 충돌 후에 선운동량과 운동에너지가 보존되는지 관찰하고 확인한다.


3. 실험이론
1) 계
일정한 구성 요소들을 포함하고 있고 그 구성 요소들 사이의 상호 관계가 분명히 정의되어 있는 집단으로 상호작용하는 구성요소들의 집합이다. 고립계는 주위와 물질 및 에너지 교환이 불가능한 계이다.닫힌계는 주위와 에너지는 교환할 수 있으나 물질은 교환할 수 없는 계이다. 열린계는 주위와 물질 및 에너지를 교환할 수 있는 계이다.

2) 운동에너지와 위치에너지
운동에너지(kinetic energy)는 운동하고 있는 물체가 갖는 에너지이다.

< 중 략 >

<표4>에서 [실험 1]의 입사방향의 운동량을 살펴보면, 충돌 전의 총 운동량은 0.0542이고, 충돌 후의 총 운동량은 0.601로 오차율은 10.8%이다. 입사 방향에 수직인 운동량은 충돌 전이 0, 충돌 후는 –0.00680으로 충돌 전 후의 차이는 –0.00680이다. 이때의 오차율은 충돌 전의 운동량이 0이므로 의미가 없다. [실험 2]의 입사방향의 운동량을 살펴보면, 충돌 전의 총 운동량은 0.0538이고, 충돌 후의 총 운동량은 0.0593으로 오차율은 10.3%이다. 입사방향에 수직인 운동량은 충돌 전이 0, 충돌 후는 –0.00863으로 충돌 전후의 차이는 –0.00863이며 오차율은 의미가 없다. 오차율이 발생하는 이유는 실험이 고립계인 상태에서 진행된 것이 아니기 때문이다. 고립계는 주위와 물질 및 에너지 교환이 일어나지 않는 계인데, 운동량 보존법칙은 고립계를 전제로 한다. 고립계는 계에 작용하는 외력이 없어야하는데 실제 실험에서는 입사구와 곡면 사이의 마찰이나 쇠구슬이 낙하할 때의 공기저항 등의 외력이 작용한다. 따라서 오차가 발생할 수밖에 없다. 또한 이 실험은 측정이 중요한데 사람이 측정하므로 측정값에 오차가 발생할 수 있다.

참고 자료

윤제한의 물리교실, 이차원충돌(평면충돌)-가상실험,(2015.7.3.), (https://yjh-phys.tistory.com/1385)
Raymond A.Serway 외 1명, (2014), 대학물리학교재편찬위원회 역(5판), 북스힐
숭실대학교,물리1및실험이론동영상, (http://myclass.ssu.ac.kr/mod/xncommons/viewer.php?i=153233)