탄동 진자 실험(일반물리실험)

목차

1. 실험 제목
2. 관련 이론
3. 실험 결과
4. 논의 및 고찰
5. 참고문헌

본문내용

논의 및 고찰
포물체 실험에서 활용한 발사장치에서 1단에서 물체를 발사하였을 때 속력은 3.35(m/s)이다. 그 때 발사한 쇠구슬의 질량을 측정하지 않았으므로 쇠구슬의 질량을 m이라 가정하면 포물체 실험에서 활용한 발사장치와 탄동진자 실험에서 활용한 발사장치가 같은 장치이면 1단에서 발사할 때 용수철의 탄성에너지의 값이 같다. 따라서 각각 발사체의 용수철로 인한 운동에너지의 값이 동일하다는 가정하에 쇠구슬의 질량을 구하면 질량은 m=3.75kg이다. 따라서 두 발사 장치는 외형적으로 비슷하나 탄동진자 실험에서 사용한 장치의 탄성 에너지가 더 크다.
관측된 실험 결과에서 운동량 보존과 역학적 에너지 보존을 이용하여 탄동진자에서 초기속도를 구할 수 있었다. 초기 속도가 커질수록 진자가 이루는 각의 크기가 커지고, 진자의 질량이 커질수록 각의 크기가 작아지는 것을 확인하였다.
이번 실험에서 구한 초기속도를 이용하여 플라스틱 공과 강철공의 운동에너지를 계산하였을 때 두 값이 강철 공=47.015(J), 플라스틱공 14.845(J) 로 큰 차이를 보여준다. 실험에서 발사장치 입구에 포토게이트를 장치하여 초기 속도를 정확하기 측정하였다면, 측정된 초기속도와 계산한 초기 속도를 비교하여 완전 비탄성운동에서 운동에너지의 손실을 계산할 수 있다.

참고 자료

Sarway, Faughn, Vuile, 『일반물리학8판』, 일반물리학 교재편찬위원회, ㈜도서출판 북스힐,2014, p94-96,105-107,110-13
영남대학교 일반물리실험 교재편찬위원회, 『일반물리학실험 개정판』, ㈜ 도서출판 북스힐,2021, p76-78