충북대 A+ 운동량과 충격량 일반물리학및실험, 맛보기물리학및실험

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본문내용

실험 목표
✓ 카트의 운동량 변화와 충격량을 비교한다.
✓ 부분 구간에서 운동량의 변화량과 충격량을 비교한다.

운동량과 충격량
입자에 작용하는 알짜 힘은 입자의 질량과 속도의 곱의 시간 변화율과 같다. 이를 운동량 혹은 선 운동량이라 부른다. 충격량은 알짜 힘과 시간 간격의 곱으로 정의한다. 이때, 어떤 시간 간격 동안 발 생하는 입자의 운동량 변화는 그 시간 동안 입자에 작용하는 알짜 힘의 충격량과 같다.

실험도구
컴퓨터, 인터페이스, 인터페이스 연결케이블, 센서 연결케이블 2 개, 모션 디텍터, 힘 센서, 카트, 고무줄 12 개, 500 g 추, 클램프, 스토퍼, 트랙.

실험과정
실험 1
1. 인터페이스를 연결한 후 Excel 프로그램을 실행한다.
2. 모션 디텍터를 [A] 채널에 연결하고, 힘 센서를 [B] 채널에 연결한다.
3. [실험설정] → [입력설정]에서 [측정간격]을 0.05초로 바꾼다.
4. 힘 센서가 움직이지 않도록 하고, [실험설정] → [센서설정]으로 들어가서 센서교정의 [교정하기] 를 누른다. [교정]을 누른 후 [닫기]를 누른다.
※ 힘 센서는 실험마다 영점을 다시 잡아줘야 한다.
5. 다음의 그림과 같이 카트 위에 힘 센서를 놓고 테이프로 고정시킨다. 스토퍼 2 개를 레일 위에 설치한다. 짧은 스토퍼 뒤쪽에 클램프를 이용하여 모션 디텍터를 설치한다.
6. 노란 고무줄의 고리를 자르지 않고, 연결하여 묶는다. 한쪽은 힘 센서의 고리 부분에 연결하고, 나머지 한쪽은 긴 스토퍼에 감아서 고정한다.
질문! 고무줄을 몇 개를 연결해야 실험의 결과값이 가장 잘 나올까? (여러 가지를 시도하 고, 가장 적절한 길이로 실험을 진행하라. Hint. 운동하는 시간이 길수록 좋다.)
> 고무줄 2개를 연결해 실험한 것과 2개를 일직선으로 만들어 실험한 것을 비교해보니 2개를 이용한 것 이 결과값이 더 잘 나왔다.

참고 자료

일반물리학(3판) Randall. D. Knight, Brian Jones, Stuart Field