탄성및 비탄성충돌(실험보고서)

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목차

1.목적
2.이론
3.기구및 장치
4.실험방법
5.데이터
6.토의 및 분석

본문내용

2) 완전비탄성충돌
(1) 진자의 아래쪽에 질량추를 1개 추가한다.
(2) 초속도측정과정과 동일하게 실험한다.
(3) 측정된 각도θ를 표에 기록한다.
(4) (3)의 과정을 3번 반복한 후, 질량추를 2개 매달아 (1)에서 (3)의 과정을 반복한다.
3) 완전탄성충돌
(1) 완전탄성충돌 실험을 위하여 진자의 고정대를 풀어서 반대로 연결한다.
(2) 진자의 아래쪽에 달려있는 질량추가 각각 0개, 1개, 2개일때로 실험을 실시한다.
(3) 측정된 각도θ를 표에 기록한다.
* 측정된 결과를 분석하여, 운동량의 보존, 에너지 전달률 등을 각각 비교하여 본다.
5. 데이터
구슬의 질량 = 0.066g
진자의 질량 = 0.147g
= 진자의 질량
0.147
= 진자+추1개의 질량
0.172
= 진자+추2개의 질량
0.197
= 질량중심
= 진자의 질량중심
26.0cm
= 진자+구슬의 질량중심
27.5cm
= 진자+추1개의 질량중심
27.5cm
= 진자+추1개+구슬의 질량중심
28.0cm
= 진자+추2개의 질량중심
28.0cm
= 진자+추2개+구슬의 질량중심
28.5cm
= 진자가 올라간 각도
A. 초속도 구하기
1
2
3
평균
46
48.5
48.5
47.67
4.28
B. 완전비탄성충돌
이론값
실험값
1
2
3
평균
0.187
0.187
46
48.5
48.5
47.67
1
2
3
평균
0.168
0.170
42.5
43
41.5
42.33
1
2
3
평균
0.152
0.143
37
36.5
35.5
36.33
C. 완전탄성충돌
이론값
실험값
1
2
3
평균
0.517
0.227
64.5
68
68
66.83
1
2
3
평균
0.485
0.188
54
53
53.5
53.5
1
2
3
평균
0.455
0.168
47.5
47
45
46.5
6. 토의 및 분석
1) 완전탄성충돌 실험과 완전비탄성충돌 실험 중에서 어느 쪽 진자가 더 높이 올라가는가? 그 이유는?
완전탄성충돌 실험과 완전비탄성충돌 실험 중에서 완전탄성충돌일 경우에 진자가 더 높 이 올라간다. 그 이유는 운동량이 로 일정하기 때문에 충돌 후 완전비탄성 충돌은 질량이 증가하여 그 만큼 속도가 감소한다. 하지만 완전탄성충돌은 완전탄성충돌 과 달리 충돌 후 질량에 변함이 없기 때문에 속도가 크다. 그러므로 더 높이 올라간다.
2) 완전비탄성충돌 실험 전의 운동에너지는 얼마인가?
운동에너지 공식은 이다. 여기서 m은 구슬의 질량이고 v는 대포에서 구슬이 나올 때의 속도이므로 두 값만 알 수 있다면 운동에너지를 구할 수 있다.
3) 완전비탄성충돌 실험에서 에너지가 보존되지 않는데, 그 이유는?
완전비탄성충돌 실험에서 에너지가 보존되지 않는 이유는 완전비탄성충돌에는 충돌전 운 동에너지가 물체를 변형하는데 쓰였기 때문에 보존되지 않는다. 탄성충돌 경우는 에너지 가 다른 곳으로 많이 전환될수록 완전비탄성충돌에 가까워진다. 두 물체간에는 반발계수 라는 게 있는데 그 값을 라 표시하며 이는 상대속도의 비 값이다. 그 것을 식으로 표현 하면
로 표현할 수 있다. 이 정의에 인 경우가 완전비탄성 충돌이다. 이 경우는 두 물체 가 함께 움직이므로 이다. 그러므로 이므로 에너지손실이 최대가 되어 보존되지 않는다.
4) 실험3)의 완전탄성충돌 실험은 오차가 실험값과 이론값의 차이가 심하게 나는데, 그 이유는?
완전탄성충돌실험에서 실험값과 이론값의 차이가 많이 나타났다. 우선 실험상의 여러 가 지 측정에 의한 오차를 생각해 볼 수 있다. 하지만 그것보다 더 중요한 이유는 충돌전 운동에너지가 충돌 전에는 공기에서의 마찰력에 의해 감소하고 충돌 시에는 소리에너지, 빛에너지, 열에너지 등으로 전환되었기 때문이다.

키워드

탄성,   비탄성,   충돌,   실험보고서