(6) 충격량과 뉴턴 제3법칙 A+ 20점

목차

[1] 측정값
1. 실험 1 운동량 변화량과 충격량
2. 실험 2 작용 반작용의 법칙
3. 실험 3 충격량과 힘의 관계

[2] 결과
1. 실험 1 운동량 변화량과 충격량
2. 실험 2 작용 반작용의 법칙
3. 실험 3 충격량과 힘의 관계

[3] 토의
1. 질문에 대한 토의
2. 실험과정 및 결과에 대한 토의

본문내용

1. 운동량의 변화량: Delta p ``= m(v_2 - v_1 )`=LEFT 0 .507 TIMES | {(-0.326-0.357)} | = 0.346N·s

2. 충격량: 실험 1 데이터 파일 저장을 누락하여 힘-시간 그래프와 근사한 이차함수를 적분하여 충격량을 계산하였다. 가장 힘이 큰 시점인 1.82초에서의 힘과 시간 값을 꼭짓점으로 가정하고 힘이 0에 근사한 시점인 1.900초와 1.760초를 해당 이차함수에 대입하여 힘 충격량 그래프와 유사한 함수 y=-900 (x-1.82)^2 +4.15를 유도하였다.
이차함수 y=-900 (x-1.82)^2 +4.15 를 1.900초부터 1.760초까지 적분하면 충격량은 0.3626N·s이다.

I= int _{1.760} ^{1.900} {F``dt} =0.3626(N·S)

3. 상대오차 계산:
0.3626- 0.346} over {0.346} times 100% =4.79%

<중 략>

[3] 토의
1. 질문에 대한 토의
질문 1. 실험 1에서 운동량 변화량과 힘을 적분한 값은 일치하는가?

운동량의 변화량은 0.346N·s, 힘을 적분한 충격량은 0.3626N·s이다. 두 값의 상대오차는 4.79%로 비교적 작은 편이다. 실험1의 데이터 파일을 누락하여 힘-시간 그래프와 유사한 이차함수 그래프를 적분하여 값을 구했음에도 상대오차가 4.79%로 비교적 작은 값이 나타나는 것으로 보아, 실제 데이터 파일을 통해 적분을 진행했다면, 이론과 같이 상대오차는 0에 매우 근사한 값을 가졌을 것이라 유추할 수 있다.

참고 자료

물리학실험 제12판 / 김기홍 외 14 / 아주대학교 출판부 / pp.61-68.